Що таке ефект корони в передачі?

Визначення: Ефект корони відноситься до явища, при якому повітря навколо провідника іонізується, що призводить до світлячого сяйва, супроводжуваного шипінням.

Повітря діє як діелектрична середа між лініями передачі. Іншими словами, воно діє як ізолятор між провідниками, що переносять струм. Коли напруга, викликана між провідниками, є перемінною, то між провідниками протікає зарядний струм. Цей зарядний струм збільшує напругу на лінії передачі.

Інтенсивність електричного поля також зростає через зарядний струм. Коли інтенсивність електричного поля менше 30 кВ, струм, викликаний між провідниками, можна знехтувати. Однак, якщо напруга підвищується понад 30 кВ, повітря між провідниками стає зарядженим і починає проводити. Між провідниками відбувається розряд, поки ізоляційні властивості провідників не зовсім руйнуються.

Зміст

• Ефект корони

• Формування корони

• Чинники, що впливають на корону

• Недоліки розряду корони

• Мінімізація корони

• Важливі моменти

Формування корони

Повітря не є ідеальним ізолятором. Навіть у нормальних умовах, воно містить багато вільних електронів та іонів. Коли між провідниками встановлюється електричне поле, ці іони та вільні електрони діють під впливом сили. В результаті вони прискорюються і рухаються в протилежних напрямках.

Під час свого руху заряджені частинки зіткуються одна з одною та з повільними незарядженими молекулами. В результаті число заряджених частинок швидко зростає, підвищуючи провідність повітря між провідниками, поки не відбудеться пробій. На цьому етапі між провідниками встановлюється дуга.
Чинники, що впливають на корону
Нижче наведені чинники, що впливають на корону:

• Вплив напруги живлення: Більша напруга живлення призводить до більших втрат через корону на лініях. У лініях передачі низької напруги корона незначна, оскільки електричне поле недостатньо для підтримки іонізації.
  Стан поверхні провідника: Гладкий провідник створює більш рівномірне електричне поле порівняно з грубим. Шершавість провідника, спричинена брудом, осіданням пилу, подряпинами тощо, зменшує втрати через корону на лініях передачі.

• Чинник густини повітря: Втрати через корону обернено пропорційні густині повітря. Тобто, втрати через корону зростають при зменшенні густини повітря. Лінії передачі у гористих районах можуть відчувати більші втрати через корону, ніж у рівнинних, оскільки густина повітря нижча у гористих районах.

• Вплив системної напруги: Інтенсивність електричного поля навколо провідників залежить від потенціальної різниці між ними. Більша потенціальна різниця призводить до більшої інтенсивності електричного поля, а, відповідно, до більш вираженої корони. Втрати через корону зростають зі збільшенням напруги.

• Відстань між провідниками: Якщо відстань між двома провідниками значно більша за діаметр провідника, відбуваються втрати через корону. Коли ця відстань збільшується понад певну межу, діелектрична середина між ними зменшується, що зменшує втрати через корону.

Недоліки розряду корони

Неблагопріятні наслідки корони такі:

• Показник втрати потужності: Відбувається сяйво навколо провідника, що є чітким знаком втрати потужності на ньому.

• Аудіо шум та втрати потужності: Ефект корони генерує аудіо шум, і цей шум супроводжується втратами потужності на провіднику.

• Вібрація провідника: Ефект корони призводить до вібрації провідника, що може впливати на його конструктивну цілісність з часом.

• Корозія через утворення озону: Корона генерує озон, що, у свою чергу, робить провідник чутливим до корозії, скорочуючи його термін служби.

• Несинусоїдальні сигнали та падіння напруги: Він генерує несинусоїдальні сигнали, що призводить до несинусоїдального падіння напруги вздовж лінії, що може порушити нормальну роботу електрообладнання, підʼєднаного до лінії.

• Зниження ефективності лінії: Втрати потужності через корону значно знижують загальну ефективність лінії передачі.

• Перешкоди радіо та ТБ: Ефект корони може завдавати перешкод радіо- та телевізійним сигналам, що призводить до порушень у зв'язку та трансляційних послугах.

Мінімізація корони

Оскільки корона зменшує ефективність ліній передачі, її мінімізація є важливою. Розглянемо наступні підходи для контролю корони:

• Збільшення діаметра провідника: Збільшення діаметра провідників є ефективним способом зменшення втрат через корону. Це можна досягти за допомогою використання порожнистих провідників або сталепровідних алюмінієвих провідників (ACSR). Ці типи провідників не лише збільшують діаметр, але й підтримують необхідну механічну міцність та електричну провідність.

• Регулювання напруги лінії: Напруга ліній передачі визначається економічними факторами. Хоча збільшення відстані між провідниками може підвищити руйнівну напругу, цей метод має практичні обмеження. Наприклад, надмірна відстань може потребувати більше земель, збільшити вартість будівництва та поставити проблеми з точки зору конструктивної стабільності.

• Оптимізація відстані між провідниками: Хоча збільшення простору між провідниками може збільшити падіння напруги через зростання індуктивного опору, правильне регулювання відстані в межах розумного може допомогти контролювати корону. Потрібно знайти баланс між зменшенням корони та підтриманням прийнятного рівня напруги для передачі електроенергії.

Важливі моменти

• Руйнівна напруга: Це мінімальна напруга, при якій ізоляція повітря руйнується, що свідчить про початок корони. Коли ця напруга досягається, повітря між провідниками починає іонізуватися, що призводить до формування корони.

• Візуальна критична напруга: Це мінімальна напруга, при якій стає видимою корона. При нижчій напрузі, хоча корона може відбуватися на невидимому рівні, характерне сяйво, пов'язане з короной, не спостерігається.