Wat is het corona-effect in de transmissie?

Definitie: Het corona-effect verwijst naar het verschijnsel waarbij de lucht rond een geleider ioniseert, wat resulteert in een lichtgevende gloed vergezeld van een sissend geluid.

Lucht dient als dielectrisch medium tussen overdrachtlijnen. Met andere woorden, het werkt als isolator tussen stroomvoerende geleiders. Wanneer de spanning tussen geleiders van wisselende aard is, stroomt er een oplaadstroom tussen de geleiders. Deze oplaadstroom verhoogt de spanning van de overdrachtlijn.

De elektrische veldintensiteit neemt ook toe door de oplaadstroom. Wanneer de elektrische veldintensiteit minder dan 30 kV is, kan de stroom tussen de geleiders worden genegeerd. Echter, als de spanning boven de 30 kV stijgt, wordt de lucht tussen de geleiders geladen en begint te geleiden. Vonken ontstaan tussen de geleiders totdat de isolatie-eigenschappen van de geleiders volledig instorten.

Inhoud

• Corona-effect

• Vorming van corona

• Factoren die corona beïnvloeden

• Nadelen van corona-ontlading

• Minimiseren van corona

• Belangrijke punten

Vorming van corona

Lucht is geen perfecte isolator. Zelfs onder normale omstandigheden bevat het talloze vrije elektronen en ionen. Wanneer er een elektrisch veld tussen geleiders wordt opgebouwd, ervaren deze ionen en vrije elektronen een kracht. Hierdoor worden ze versneld en bewegen ze in tegengestelde richtingen.

Tijdens hun beweging botsen geladen deeltjes met elkaar en met traag bewegende ongeladen moleculen. Daardoor neemt het aantal geladen deeltjes snel toe, waardoor de geleidbaarheid van de lucht tussen de geleiders toeneemt totdat een doorbraak optreedt. Op dat moment wordt er een boog tussen de geleiders gevormd.
Factoren die corona beïnvloeden
De volgende factoren beïnvloeden de corona:

• Effect van de voedingsspanning: Een hogere voedingsspanning leidt tot grotere corona-verliezen in de lijnen. In laagspannings-overdrachtlijnen is de corona verwaarloosbaar omdat het elektrische veld ontoereikend is om ionisatie te onderhouden.
  Toestand van de geleideroppervlak: Een gladde geleider resulteert in een meer uniform elektrisch veld vergeleken met een ruwe. Ruwheid van de geleider, veroorzaakt door vuil, stofafzetting, krassen, enz., vermindert corona-verliezen in overdrachtlijnen.

• Luchtdichtheidfactor: Corona-verlies staat omgekeerd evenredig met de luchtdichtheidfactor. Dat wil zeggen, corona-verlies neemt toe naarmate de luchtdichtheid afneemt. Overdrachtlijnen in heuvelachtige gebieden kunnen hogere corona-verliezen ervaren dan die in vlaktes, omdat de luchtdichtheid in heuvelachtige gebieden lager is.

• Effect van het systeemspanning: De intensiteit van het elektrisch veld rond de geleiders hangt af van het potentiaalverschil tussen hen. Een hoger potentiaalverschil leidt tot een hogere elektrische veldintensiteit en daardoor tot een meer uitgesproken corona. Corona-verlies neemt toe met een toename van de spanning.

• Afstand tussen geleiders: Als de afstand tussen twee geleiders veel groter is dan de diameter van de geleider, treedt corona-verlies op. Wanneer deze afstand wordt uitgebreid boven een bepaalde grens, neemt het dielectrische medium tussen hen af, waardoor het corona-verlies afneemt.

Nadelen van corona-ontlading

De nadelige effecten van corona zijn als volgt:

• Aanduiding van vermogensverlies: Er verschijnt een gloed rond de geleider, wat een duidelijk teken is van vermogensverlies dat op de geleider plaatsvindt.

• Geluidshinder en vermogensverlies: Het corona-effect genereert geluidshinder, en dit geluid gaat gepaard met vermogensverlies op de geleider.

• Trilling van de geleider: Het corona-effect veroorzaakt trillingen van de geleider, wat over de tijd de structuurintegriteit ervan kan beïnvloeden.

• Verroesting door ozonopwekking: Corona produceert ozon, wat op zijn beurt de geleider vatbaarder maakt voor corrosie, waardoor de levensduur ervan wordt verkort.

• Niet-sinusvormige signalen en spanningsdalingen: Het produceert niet-sinusvormige signalen, wat leidt tot niet-sinusvormige spanningsdalingen langs de lijn, wat de normale werking van elektrische apparatuur die aan de lijn is aangesloten, kan verstoren.

• Vermindering van de lijnefficiëntie: Het vermogensverlies veroorzaakt door corona vermindert aanzienlijk de algemene efficiëntie van de overdrachtlijn.

• Radio- en TV-storing: Het corona-effect kan storingen veroorzaken in radio- en televisiesignalen, wat kan leiden tot verstoringen in communicatie- en uitzenddiensten.

Minimiseren van corona

Aangezien corona de efficiëntie van overdrachtlijnen reduceert, is het cruciaal om het te minimaliseren. De volgende benaderingen kunnen worden overwogen om corona te controleren:

• Verhoging van de geleiderdiameter: Het vergroten van de diameter van geleiders is een effectieve manier om corona-verliezen te verminderen. Dit kan worden bereikt door holle geleiders of staalkern-aluminium geleiders (ACSR) te gebruiken. Deze soorten geleiders vergroten niet alleen de diameter, maar behouden ook de nodige mechanische sterkte en elektrische geleidbaarheid.

• Aanpassing van de lijnspanning: De spanning van overdrachtlijnen wordt bepaald door economische factoren. Hoewel het vergroten van de afstand tussen geleiders de doorbraakspanning kan verhogen, heeft deze methode praktische beperkingen. Bijvoorbeeld, te grote afstanden kunnen meer grond vereisen, de bouwkosten verhogen en problemen opleveren op het gebied van structuurlijke stabiliteit.

• Optimalisatie van de geleiderafstand: Hoewel het vergroten van de ruimte tussen geleiders de spanningsdaling kan doen toenemen door de stijging van de inductieve reactantie, kan een juiste aanpassing van de afstand binnen redelijke grenzen helpen bij het controleren van corona. Er moet een balans worden gevonden tussen het reduceren van corona en het handhaven van aanvaardbare spanningniveaus voor energieoverdracht.

Belangrijke punten

• Doorbraakspanning: Dit verwijst naar de minimale spanning waarbij de luchtisolatie breekt, wat het begin van corona markeert. Zodra deze spanning wordt bereikt, begint de lucht tussen de geleiders te ioniseren, wat leidt tot de vorming van corona.

• Visuele kritische spanning: Dit is de minimale spanning waarbij zichtbare corona zichtbaar wordt. Onder deze spanning kan corona nog steeds op een niet-zichtbaar niveau optreden, maar de kenmerkende gloed die met corona geassocieerd wordt, is niet waarneembaar.