¿Qué es el Efecto Corona en la transmisión?

Definición: El efecto corona se refiere al fenómeno en el que el aire circundante alrededor de un conductor se ioniza, resultando en un resplandor luminoso acompañado de un zumbido.

El aire actúa como medio dieléctrico entre las líneas de transmisión. En otras palabras, actúa como un aislante entre los conductores que transportan corriente. Cuando la tensión inducida entre los conductores es de naturaleza alterna, fluye una corriente de carga entre los conductores. Esta corriente de carga aumenta la tensión de la línea de transmisión.

La intensidad del campo eléctrico también aumenta debido a la corriente de carga. Cuando la intensidad del campo eléctrico es menor a 30 kV, la corriente inducida entre los conductores puede ser despreciable. Sin embargo, si la tensión supera los 30 kV, el aire entre los conductores se carga y comienza a conducir. Ocurren chispas entre los conductores hasta que las propiedades aislantes de los conductores se rompen completamente.

Contenido

• Efecto corona

• Formación de la corona

• Factores que afectan la corona

• Desventajas de la descarga por corona

• Minimización de la corona

• Puntos importantes

Formación de la corona

El aire no es un aislante perfecto. Incluso en condiciones normales, contiene numerosos electrones libres e iones. Cuando se establece un campo eléctrico entre los conductores, estos iones y electrones libres experimentan una fuerza. Como resultado, son acelerados y se mueven en direcciones opuestas.

Durante su movimiento, las partículas cargadas chocan entre sí y con moléculas no cargadas que se mueven lentamente. Consecuentemente, el número de partículas cargadas aumenta rápidamente, mejorando la conductividad del aire entre los conductores hasta que ocurre un fallo. En este punto, se establece un arco entre los conductores.
Factores que afectan la corona
Los siguientes son los factores que influyen en la corona:

• Efecto de la tensión de suministro: Una tensión de suministro más alta conduce a una mayor pérdida por corona en las líneas. En las líneas de transmisión de baja tensión, la corona es despreciable porque el campo eléctrico es insuficiente para mantener la ionización.
  Condición de la superficie del conductor: Un conductor liso resulta en un campo eléctrico más uniforme en comparación con uno rugoso. La rugosidad del conductor, causada por suciedad, deposición de polvo, rayado, etc., reduce la pérdida por corona en las líneas de transmisión.

• Factor de densidad del aire: La pérdida por corona es inversamente proporcional al factor de densidad del aire. Es decir, la pérdida por corona aumenta a medida que disminuye la densidad del aire. Las líneas de transmisión en zonas montañosas pueden experimentar una mayor pérdida por corona que las de llanuras porque la densidad del aire es menor en las regiones montañosas.

• Efecto de la tensión del sistema: La intensidad del campo eléctrico alrededor de los conductores depende de la diferencia de potencial entre ellos. Una mayor diferencia de potencial conduce a una mayor intensidad del campo eléctrico y, consecuentemente, a una corona más pronunciada. La pérdida por corona aumenta con el aumento de la tensión.

• Espaciado entre conductores: Si la distancia entre dos conductores es mucho mayor que el diámetro del conductor, ocurre una pérdida por corona. Cuando esta distancia se extiende más allá de cierto límite, el medio dieléctrico entre ellos disminuye, reduciendo la pérdida por corona.

Desventajas de la descarga por corona

Los efectos adversos de la corona son los siguientes:

• Indicación de pérdida de potencia: Aparece un resplandor alrededor del conductor, lo cual es una clara señal de que se está produciendo una pérdida de potencia en él.

• Ruido acústico y pérdida de potencia: El efecto corona genera ruido acústico, y este ruido va acompañado de una pérdida de potencia en el conductor.

• Vibración del conductor: El efecto corona hace que el conductor vibre, lo cual puede afectar su integridad estructural con el tiempo.

• Corrosión debido a la generación de ozono: La corona genera ozono, lo que a su vez hace que el conductor sea susceptible a la corrosión, acortando su vida útil.

• Señales no sinusoidales y caídas de tensión: Produce señales no sinusoidales, lo que lleva a caídas de tensión no sinusoidales a lo largo de la línea, lo cual puede interrumpir el funcionamiento normal del equipo eléctrico conectado a la línea.

• Reducción de la eficiencia de la línea: La pérdida de potencia causada por la corona reduce significativamente la eficiencia general de la línea de transmisión.

• Interferencia de radio y televisión: El efecto corona puede interferir con las señales de radio y televisión, causando interrupciones en los servicios de comunicación y radiodifusión.

Minimización de la corona

Dado que la corona reduce la eficiencia de las líneas de transmisión, minimizarla es crucial. Se pueden considerar los siguientes enfoques para controlar la corona:

• Aumento del diámetro del conductor: Aumentar el diámetro de los conductores es una forma efectiva de reducir la pérdida por corona. Esto se puede lograr utilizando conductores huecos o conductores de aluminio con núcleo de acero (ACSR). Estos tipos de conductores no solo aumentan el diámetro, sino que también mantienen la resistencia mecánica y la conductividad eléctrica necesarias.

• Ajuste de la tensión de la línea: La tensión de las líneas de transmisión se determina por factores económicos. Aunque aumentar el espaciado entre conductores puede elevar la tensión disruptiva, este método tiene limitaciones prácticas. Por ejemplo, un espaciado excesivo puede requerir más terreno, aumentar los costos de construcción y plantear desafíos en términos de estabilidad estructural.

• Optimización del espaciado del conductor: Aunque aumentar el espacio entre conductores puede incrementar la caída de tensión debido al aumento de la reactancia inductiva, un ajuste adecuado del espaciado dentro de límites razonables puede ayudar a controlar la corona. Es necesario encontrar un equilibrio entre reducir la corona y mantener niveles de tensión aceptables para la transmisión de energía.

Puntos importantes

• Tensión disruptiva: Se refiere a la tensión mínima a la cual se produce la ruptura del aislamiento del aire, marcando el inicio de la corona. Una vez alcanzada esta tensión, el aire entre los conductores comienza a ionizarse, conduciendo a la formación de la corona.

• Tensión crítica visual: Es la tensión mínima a la cual se vuelve aparente la corona visible. Por debajo de esta tensión, aunque la corona puede estar ocurriendo a un nivel no visible, el resplandor característico asociado con la corona no es observable.