چه چیزی اثر کرونا در انتقال است

تعریف: اثر کرونا به پدیده‌ای اشاره دارد که در آن هوا حول رسانا یونیزه می‌شود و نتیجه آن روشنایی همراه با صدای سیخک زدن است.

هوا به عنوان یک ماده دی الکتریک بین خطوط انتقال عمل می‌کند. به عبارت دیگر، به عنوان یک عایق بین رساناهای حامل جریان عمل می‌کند. وقتی ولتاژ القاء شده بین رساناها متناوب است، یک جریان شارژ بین رساناها جریان می‌یابد. این جریان شارژ ولتاژ خط انتقال را افزایش می‌دهد.

شدت میدان الکتریکی نیز به دلیل جریان شارژ افزایش می‌یابد. وقتی شدت میدان الکتریکی کمتر از 30 کیلوولت است، جریان القاء شده بین رساناها قابل غضاضه است. اما اگر ولتاژ فراتر از 30 کیلوولت افزایش یابد، هوا بین رساناها شارژ می‌شود و شروع به رسانایی می‌کند. تیرک‌سازی بین رساناها تا زمانی که خصوصیات عایق بودن رساناها کاملاً از بین برود ادامه دارد.

محتوا

• اثر کرونا

• تشکیل کرونا

• عوامل موثر بر کرونا

• معایب تخلیه کرونا

• کاهش کرونا

• نکات مهم

تشکیل کرونا

هوا یک عایق کامل نیست. حتی در شرایط عادی شامل الکترون‌های آزاد و یون‌های متعددی است. وقتی یک میدان الکتریکی بین رساناها ایجاد می‌شود، این یون‌ها و الکترون‌های آزاد تحت تأثیر یک نیرو قرار می‌گیرند. به عنوان نتیجه، آنها شتاب می‌گیرند و در جهات مخالف حرکت می‌کنند.

در طول حرکت، ذرات شارژ شده با یکدیگر و با مولکول‌های ناشارژ و کند حرکت برخورد می‌کنند. بنابراین، تعداد ذرات شارژ شده به سرعت افزایش می‌یابد و رسانایی هوا بین رساناها تا زمانی که شکست رخ دهد افزایش می‌یابد. در این نقطه، یک قوس بین رساناها تشکیل می‌شود.
عوامل موثر بر کرونا
عوامل زیر بر کرونا تأثیر می‌گذارند:

• تأثیر ولتاژ تغذیه: ولتاژ تغذیه بالاتر منجر به افزایش ضایعات کرونا در خطوط می‌شود. در خطوط انتقال با ولتاژ پایین، کرونا قابل غضاضه است زیرا میدان الکتریکی برای حفظ یونیزاسیون کافی نیست.
  حالت سطح رسانا: یک رسانای صاف میدان الکتریکی یکنواخت‌تری نسبت به یک رسانای خشن ایجاد می‌کند. خشونت رسانا که به دلیل آلودگی، رسوب گرد و خاک، خراش و غیره ایجاد می‌شود، ضایعات کرونا در خطوط انتقال را کاهش می‌دهد.

• فاکتور چگالی هوا: ضایعات کرونا با چگالی هوا نسبت معکوس دارد. یعنی ضایعات کرونا با کاهش چگالی هوا افزایش می‌یابد. خطوط انتقال در مناطق کوهستانی ممکن است ضایعات کرونا بیشتری نسبت به مناطق دشتی تجربه کنند زیرا چگالی هوا در مناطق کوهستانی کمتر است.

• تأثیر ولتاژ سیستم: شدت میدان الکتریکی حول رساناها به اختلاف پتانسیل بین آنها بستگی دارد. اختلاف پتانسیل بالاتر منجر به شدت میدان الکتریکی بالاتر و در نتیجه کرونا برجسته‌تر می‌شود. ضایعات کرونا با افزایش ولتاژ افزایش می‌یابد.

• فاصله بین رساناها: اگر فاصله بین دو رسانا بسیار بیشتر از قطر رسانا باشد، ضایعات کرونا رخ می‌دهد. وقتی این فاصله فراتر از حد معینی افزایش یابد، ماده دی الکتریک بین آنها کاهش می‌یابد و ضایعات کرونا کاهش می‌یابد.

معایب تخلیه کرونا

پیامدهای نامطلوب کرونا به شرح زیر است:

• نشانه ضایعات توان: یک روشنایی حول رسانا ظاهر می‌شود که نشانه ضایعات توان روی آن است.

• صدای ناخوشایند و ضایعات توان: اثر کرونا صدای ناخوشایند تولید می‌کند و این صدا همراه با ضایعات توان روی رسانا است.

• لرزش رسانا: اثر کرونا باعث لرزش رسانا می‌شود که می‌تواند با گذر زمان ساختار آن را تحت تأثیر قرار دهد.

• خرابی به دلیل تولید اوزون: کرونا اوزون تولید می‌کند که به نوبه خود رسانا را مستعد خرابی می‌کند و عمر آن را کاهش می‌دهد.

• سیگنال‌های غیرسینوسی و کاهش ولتاژ: این اثر سیگنال‌های غیرسینوسی تولید می‌کند که منجر به کاهش ولتاژ غیرسینوسی در طول خط می‌شود و می‌تواند عملکرد معمول تجهیزات الکتریکی متصل به خط را مختل کند.

• کاهش کارایی خط: ضایعات توان ناشی از کرونا کارایی کلی خط انتقال را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

• مداخله رادیو و تلویزیون: اثر کرونا می‌تواند با سیگنال‌های رادیو و تلویزیون مداخله کند و موجب اختلال در خدمات ارتباطی و پخش شود.

کاهش کرونا

از آنجا که کرونا کارایی خطوط انتقال را کاهش می‌دهد، کاهش آن بسیار مهم است. رویکردهای زیر می‌توانند برای کنترل کرونا در نظر گرفته شوند:

• افزایش قطر رسانا: افزایش قطر رساناها روش مؤثری برای کاهش ضایعات کرونا است. این امر می‌تواند با استفاده از رساناهای توخالی یا رساناهای آلومینیوم با هسته فولادی (ACSR) انجام شود. این نوع رساناها نه تنها قطر را افزایش می‌دهند بلکه مقاومت مکانیکی و رسانایی الکتریکی لازم را نیز حفظ می‌کنند.

• تعدیل ولتاژ خط: ولتاژ خطوط انتقال توسط عوامل اقتصادی تعیین می‌شود. اگرچه افزایش فاصله بین رساناها می‌تواند ولتاژ مخرب را افزایش دهد، این روش محدودیت‌های عملی دارد. به عنوان مثال، فاصله بیش از حد ممکن است نیاز به زمین بیشتر، افزایش هزینه‌های ساخت و چالش‌هایی در زمینه پایداری ساختاری ایجاد کند.

• بهینه‌سازی فاصله رسانا: اگرچه افزایش فاصله بین رساناها می‌تواند باعث افزایش کاهش ولتاژ به دلیل افزایش واکنش القایی شود، تعدیل صحیح فاصله در حدود معقول می‌تواند به کنترل کرونا کمک کند. باید تعادلی بین کاهش کرونا و حفظ سطح ولتاژ قابل قبول برای انتقال توان برقرار شود.

نکات مهم

• ولتاژ مخرب: به کمترین ولتاژی اشاره دارد که در آن عایق هوا شکست می‌خورد و آغاز کرونا رخ می‌دهد. یک بار این ولتاژ رسیده، هوا بین رساناها شروع به یونیزاسیون می‌کند و کرونا تشکیل می‌شود.

• ولتاژ بحرانی بصری: این کمترین ولتاژی است که در آن کرونا قابل مشاهده می‌شود. زیر این ولتاژ، در حالی که کرونا ممکن است در سطح غیرقابل مشاهده اتفاق بیفتد، نوری که با کرونا مرتبط است قابل مشاهده نیست.