Hvad er koronaeffekten i transmission?

Definition: Coronaeffekten refererer til fænomenet, hvor luften omkring en ledere ioniseres, hvilket resulterer i et lysende skær, der ofte er følget af et sisende støj.

Luft fungerer som et dielektrisk medium mellem transmissionsledninger. Med andre ord, den fungerer som en isolator mellem strøm-carryinge ledere. Når spændingen, der opbygges mellem ledere, er af alternerende art, flyder en opladningsstrøm mellem lederne. Denne opladningsstrøm øger spændingen på transmissionslinjen.

Den elektriske feltintensitet øges også pga. opladningsstrømmen. Når den elektriske feltintensitet er under 30 kV, kan strømmen, der opbygges mellem ledere, ignoreres. Hvis imidlertid spændingen stiger over 30 kV, bliver luften mellem ledere opladt og begynder at lede. Der forekommer gnister mellem ledere, indtil isolationsegenskaberne for ledere helt brydes ned.

Indhold

• Coronaeffekt

• Corona dannelse

• Faktorer, der påvirker corona

• Ulemper ved corona udløsning

• Minimering af corona

• Vigtige punkter

Corona dannelse

Luft er ikke en perfekt isolator. Selv under normale forhold indeholder den mange frie elektroner og ioner. Når et elektrisk felt oprettes mellem ledere, oplever disse ioner og frie elektroner en kraft. Som resultat bliver de accelereret og bevæger sig i modsat retning.

Under deres bevægelse kolliderer de opladte partikler med hinanden og med langsomt bevægende upladede molekyler. Dette fører til, at antallet af opladte partikler hurtigt vokser, hvilket øger luftens ledeevne mellem ledere, indtil det brydes ned. På dette tidspunkt oprettes en bue mellem ledere.
Faktorer, der påvirker corona
De følgende faktorer har indflydelse på corona:

• Effekt af netspænding: En højere netspænding fører til større corona tab i linjerne. I lavspændings-transmissionslinjer er corona foranlediget, fordi det elektriske felt ikke er tilstrækkeligt til at vedligeholde ionisering.
  Tilstand af lederoverfladen: En glat leder resulterer i et mere ensartet elektrisk felt sammenlignet med en ru. Lederens rauhed, forårsaget af snavs, støvaflagring, scratcher mv., reducerer corona tab i transmissionslinjer.

• Luftdensitetsfaktor: Corona tab er omvendt proportional med luftdensitetsfaktoren. Det betyder, at corona tab vokser, når luftdensiteten falder. Transmissionslinjer i bjergområder kan opleve højere corona tab end dem i planland, fordi luftdensiteten er lavere i bjergområder.

• Effekt af systemspænding: Det elektriske feltintensitet omkring ledere afhænger af potentielle forskellen mellem dem. En højere potentielforskel fører til en højere intensitet af det elektriske felt og dermed en mere fremtrædende corona. Corona tab vokser med en stigning i spænding.

• Afstand mellem ledere: Hvis afstanden mellem to ledere er meget større end lederens diameter, finder corona tab sted. Når denne afstand udvides ud over en vis grænse, formindskes det dielektriske medium mellem dem, hvilket reducerer corona tab.

Ulemper ved corona udløsning

De negative effekter af corona er følgende:

• Indikation af effekt tab: Et skær opstår omkring lederen, hvilket er et tydeligt tegn på, at der opstår effekt tab på den.

• Lyd støj og effekt tab: Coronaeffekten genererer lydstøj, og denne støj er fulgt af effekt tab på lederen.

• Leder vibration: Coronaeffekten forårsager, at lederen vibrerer, hvilket kan påvirke dens strukturelle integritet over tid.

• Korrosion på grund af ozon dannelse: Corona producerer ozon, hvilket gør lederen anfaldelig for korrosion, hvilket forkorter dens levetid.

• Icke-sinusformade signaler og spændningsnedgang: Den producerer icke-sinusformade signaler, hvilket fører til icke-sinusformade spændningsnedgange langs linjen, hvilket kan forstyrre normal drift af elektriske enheder, der er forbundet til linjen.

• Nedsættelse af linje effektivitet: Effekt tabet, der forårsages af corona, nedsætter betydeligt den samlede effektivitet af transmissionslinjen.

• Radio og TV støj: Coronaeffekten kan forstyrre radio- og tv-signaler, hvilket kan forårsage forstyrrelser i kommunikation og udsendelser.

Minimering af corona

Da corona reducerer transmissionslinjers effektivitet, er det afgørende at minimere det. Følgende tilgange kan overvejes for at kontrollere corona:

• Øgning af lederdiameter: Forøgelsen af lederdiameteren er en effektiv måde at reducere corona tab. Dette kan opnås ved at bruge tomme ledere eller stål-cored aluminiumsledere (ACSR). Disse typer ledere øger ikke kun diameteren, men bevarer også den nødvendige mekaniske styrke og elektriske ledeevne.

• Justerelse af linjespænding: Spændingen på transmissionslinjer bestemmes af økonomiske faktorer. Selvom forøgelsen af afstanden mellem ledere kan hæve den forstyrrende spænding, har denne metode praktiske begrænsninger. For eksempel kan en for stor afstand kræve mere land, øge konstruktionsomkostninger og sætte strukturel stabilitet på prøve.

• Optimering af lederafstand: Selvom forøgelsen af afstanden mellem ledere kan øge spændningsnedgangen pga. stigningen i induktiv reaktans, kan en passende justering af afstanden inden for rimelige grænser hjælpe med at kontrollere corona. Der skal findes en balance mellem at reducere corona og at opretholde acceptable spændingsniveauer for strømsoverførsel.

Vigtige punkter

• Forstyrrende spænding: Dette refererer til den mindste spænding, hvor luftisoleringen brydes ned, markerer begyndelsen på corona. Når denne spænding er nået, begynder luften mellem ledere at ionisere, hvilket fører til dannelsen af corona.

• Visuel kritisk spænding: Dette er den mindste spænding, hvor synlig corona bliver tydelig. Under denne spænding, selvom corona kan stadig finde sted på et ikke-synligt niveau, er den karakteristiske glød, der associeres med corona, ikke observerbar.