O que é o Efeito Corona na transmissão?

Definição: O efeito corona refere-se ao fenômeno no qual o ar circundante em torno de um condutor se ioniza, resultando em um brilho luminoso acompanhado por um zumbido.

O ar atua como meio dielétrico entre as linhas de transmissão. Em outras palavras, ele age como isolante entre os condutores que transportam corrente. Quando a tensão induzida entre os condutores é alternada, uma corrente de carga flui entre os condutores. Esta corrente de carga aumenta a tensão da linha de transmissão.

A intensidade do campo elétrico também aumenta devido à corrente de carga. Quando a intensidade do campo elétrico é inferior a 30 kV, a corrente induzida entre os condutores pode ser negligenciada. No entanto, se a tensão ultrapassar 30 kV, o ar entre os condutores se carrega e começa a conduzir. Ocurrem faíscas entre os condutores até que as propriedades isolantes dos condutores sejam completamente rompidas.

Conteúdo

• Efeito corona

• Formação de corona

• Fatores que afetam a corona

• Desvantagens da descarga de corona

• Minimização da corona

• Pontos importantes

Formação de corona

O ar não é um isolante perfeito. Mesmo em condições normais, contém numerosos elétrons livres e íons. Quando um campo elétrico é estabelecido entre condutores, esses íons e elétrons livres experimentam uma força. Como resultado, eles são acelerados e se movem em direções opostas.

Durante seu movimento, as partículas carregadas colidem umas com as outras e com moléculas não carregadas de baixa velocidade. Consequentemente, o número de partículas carregadas aumenta rapidamente, aumentando a condutividade do ar entre os condutores até ocorrer uma quebra. Nesse ponto, um arco é estabelecido entre os condutores.
Fatores que afetam a corona
Os seguintes são os fatores que influenciam a corona:

• Efeito da tensão de alimentação: Uma tensão de alimentação mais alta leva a maiores perdas de corona nas linhas. Nas linhas de transmissão de baixa tensão, a corona é negligenciável porque o campo elétrico é insuficiente para sustentar a ionização.
  Condição da superfície do condutor: Um condutor liso resulta em um campo elétrico mais uniforme em comparação com um rugoso. A rugosidade do condutor, causada por sujeira, deposição de poeira, arranhões, etc., reduz as perdas de corona nas linhas de transmissão.

• Fator de densidade do ar: As perdas de corona são inversamente proporcionais ao fator de densidade do ar. Ou seja, as perdas de corona aumentam conforme a densidade do ar diminui. As linhas de transmissão em áreas montanhosas podem experimentar perdas de corona maiores do que aquelas em planícies, pois a densidade do ar é menor em regiões montanhosas.

• Efeito da tensão do sistema: A intensidade do campo elétrico ao redor dos condutores depende da diferença de potencial entre eles. Uma maior diferença de potencial leva a uma maior intensidade do campo elétrico e, consequentemente, a uma corona mais pronunciada. As perdas de corona aumentam com o aumento da tensão.

• Espaçamento entre condutores: Se a distância entre dois condutores for muito maior que o diâmetro do condutor, ocorrem perdas de corona. Quando essa distância é estendida além de certo limite, o meio dielétrico entre eles diminui, reduzindo as perdas de corona.

Desvantagens da descarga de corona

Os efeitos adversos da corona são os seguintes:

• Indicação de perda de energia: Um brilho aparece ao redor do condutor, o que é um sinal claro de perda de energia ocorrendo nele.

• Ruído auditivo e perda de energia: O efeito corona gera ruído auditivo, e este ruído é acompanhado por perda de energia no condutor.

• Vibração do condutor: O efeito corona causa a vibração do condutor, o que pode afetar sua integridade estrutural ao longo do tempo.

• Corrosão devido à geração de ozônio: A corona gera ozônio, que, por sua vez, torna o condutor suscetível à corrosão, encurtando sua vida útil.

• Sinais não sinusoidais e quedas de tensão: Produz sinais não sinusoidais, levando a quedas de tensão não sinusoidais ao longo da linha, o que pode interromper o funcionamento normal dos equipamentos elétricos conectados à linha.

• Redução na eficiência da linha: A perda de energia causada pela corona reduz significativamente a eficiência geral da linha de transmissão.

• Interferência em rádio e TV: O efeito corona pode interferir nos sinais de rádio e televisão, causando interrupções nos serviços de comunicação e transmissão.

Minimização da corona

Como a corona reduz a eficiência das linhas de transmissão, minimizá-la é crucial. As seguintes abordagens podem ser consideradas para controlar a corona:

• Aumento do diâmetro do condutor: Aumentar o diâmetro dos condutores é uma maneira eficaz de reduzir as perdas de corona. Isso pode ser alcançado usando condutores ocos ou condutores de alumínio com núcleo de aço (ACSR). Esses tipos de condutores não apenas aumentam o diâmetro, mas também mantêm a resistência mecânica e a condutividade elétrica necessárias.

• Ajuste da tensão da linha: A tensão das linhas de transmissão é determinada por fatores econômicos. Embora aumentar o espaçamento entre os condutores possa elevar a tensão disruptiva, este método tem limitações práticas. Por exemplo, um espaçamento excessivo pode exigir mais terra, aumentar os custos de construção e apresentar desafios em termos de estabilidade estrutural.

• Otimização do espaçamento do condutor: Embora aumentar o espaço entre os condutores possa aumentar a queda de tensão devido ao aumento da reatância indutiva, um ajuste adequado do espaçamento dentro de limites razoáveis pode ajudar a controlar a corona. É necessário encontrar um equilíbrio entre a redução da corona e a manutenção de níveis de tensão aceitáveis para a transmissão de energia.

Pontos importantes

• Tensão disruptiva: Refere-se à tensão mínima na qual a isolação do ar se rompe, marcando o início da corona. Uma vez que esta tensão é atingida, o ar entre os condutores começa a se ionizar, levando à formação de corona.

• Tensão crítica visual: É a tensão mínima na qual a corona visível se torna aparente. Abaixo dessa tensão, embora a corona ainda possa estar ocorrendo em um nível não visível, o brilho característico associado à corona não é observável.