Pagsabog ng Corona: Paano Bawasan ang Epekto ng Corona

Corona Discharge, na tinatawag din bilang Corona Effect, ay isang electrical discharge phenomenon na nangyayari kapag ang isang conductor na nagdadala ng mataas na voltage ay ionizes ang paligid na fluid, madalas ang hangin. Ang corona effect ay mangyayari sa high-voltage systems kung hindi sapat ang pag-iingat upang limitahan ang lakas ng paligid na electric field.

Dahil ang corona discharge ay may kasamang pagkawala ng enerhiya, hinahanap ng mga engineer na bawasan ang corona discharge upang minimisuhin ang electrical power loss, produksyon ng gas na ozone, at radio interference.

Ang corona discharge ay maaaring magdulot ng malamig na hissing o cracking noise habang ito ay ionizes ang hangin sa paligid ng mga conductor. Ito ay karaniwan sa high-voltage electric power transmission lines. Ang corona effect ay maaari ring magresulta sa violet glow, produksyon ng gas na ozone sa paligid ng conductor, radio interference, at electrical power loss.

Ano ang Corona Effect?

Ang corona effect ay nangyayari natural dahil ang hangin ay hindi perpektong insulator—na may maraming libreng electrons at ions sa normal na kondisyon. Kapag natatag ang electric field sa hangin sa pagitan ng dalawang conductors, ang libreng ions at electrons sa hangin ay makakaranas ng pwersa. Dahil dito, ang ions at libreng electrons ay maipapabilis at ililipat sa kabaligtarang direksyon.

Ang mga charged particles sa kanilang paggalaw ay sumusumpok sa isa't isa at pati na rin sa mga slow-moving uncharged molecules. Kaya ang bilang ng charged particles ay lumalaki nang mabilis. Kung sapat ang lakas ng electric field, ang dielectric breakdown ng hangin ay mangyayari at ang arc ay bubuo sa pagitan ng mga conductors.

Ang electric power transmission ay may kaugnayan sa bulk transfer ng electrical energy, mula sa generating stations na matatagpuan sa layong kilometro mula sa pangunahing consumption centers o mga lungsod. Dahil dito, ang long-distance transmission conductors ay kinakailangan para sa epektibong power transfer – na in-evidently resulta sa malaking losses sa sistema.

Ang pag-minimize ng mga energy losses ay isang pangunahing hamon para sa mga power engineers. Ang corona discharge ay maaaring significantly reduce ang efficiency ng EHV (Extra High Voltage) lines sa power systems.

Dalawang factors ang mahalaga para sa corona discharge na mangyari:

1. Ang alternating electrical potential differences ay dapat ibigay sa buong line.

2. Ang spacing ng mga conductors ay dapat sapat na malaki kumpara sa line diameter.

Kapag ang alternating current ay pinagpasahan sa dalawang conductors ng isang transmission line na may spacing na mas malaki kumpara sa kanilang diameters, ang hangin sa paligid ng mga conductors (na binubuo ng ions) ay nakakaranas ng dielectric stress.

Sa mababang halaga ng supply voltage, wala nang nangyayari dahil ang stress ay masyadong maliit upang ionize ang hangin sa labas. Ngunit kapag ang potential difference ay lumago sa ibabaw ng isang threshold value (kilala bilang ang critical disruptive voltage), ang field strength ay naging sapat na malakas upang ang hangin sa paligid ng mga conductors ay ma-dissociate sa ions—ginagawang ito conductive. Ang critical disruptive voltage ay nangyayari sa humigit-kumulang 30 kV.

Ang ionized air ay nagreresulta sa electric discharge sa paligid ng mga conductors (dahil sa pag-flow ng mga ions). Ito ay nagbibigay ng mapagpakumbabang luminescent glow, kasama ang hissing sound at ang liberation ng ozone.

Ang phenomenon ng electric discharge na nangyayari sa high-voltage transmission lines ay kilala bilang ang corona effect. Kung patuloy ang voltage sa pagtaas, ang glow at hissing noise ay naging mas intense – nagdudulot ng mataas na power loss sa sistema.

Mga Factor na Nakakaapekto sa Corona Loss

Ang line voltage ng conductor ay ang pangunahing determining factor para sa corona discharge sa transmission lines. Sa mababang halaga ng voltage (mas mababa kaysa sa critical disruptive voltage), ang stress sa hangin ay hindi sapat na mataas upang magsimula ang dielectric breakdown—at kaya walang electrical discharge na nangyayari.

Kapag tumataas ang voltage, ang corona effect sa transmission line ay nangyayari dahil sa ionization ng atmospheric air sa paligid ng mga conductors – ito ay pangunahing naapektuhan ng kondisyon ng cable at ang pisikal na estado ng atmosphere. Ang pangunahing factors na nakakaapekto sa corona discharge ay:

• Atmospheric Conditions

• Condition of Conductors

• Spacing Between Conductors

Tingnan natin ang mga factors na ito nang mas detalyado:

Atmospheric Conditions

Ang voltage gradient para sa dielectric breakdown ng hangin ay direktang proportional sa air density. Bilang resulta, sa mga stormy days, ang bilang ng ions sa paligid ng conductor ay tumataas dahil sa continuous airflow, nagpapataas ng likelihood ng electrical discharge kumpara sa clear weather days.

Ang voltage system ay dapat idesign upang acommodate ang mga extreme conditions na ito.

Condition of Conductors

Ang impact ng corona ay highly dependent sa mga conductors at ang kanilang pisikal na kondisyon. Ang phenomenon ay inversely proportional sa diameter ng mga conductors, na nangangahulugan na ang pagtaas ng diameter ay considerably reduces ang corona effect.

Bukod dito, ang presence ng dirt o roughness sa conductor ay nagsisimula ng critical breakdown voltage, nagpapataas ng susceptibility ng mga conductors sa corona losses. Ang factor na ito ay partikular na significant sa mga siyudad at industriyal na lugar na may mataas na pollution, kung saan ang mitigation strategies ay essential upang kontra sa negative effects nito sa sistema.

Spacing Between Conductors

Ang spacing sa pagitan ng mga conductors ay isang crucial element para sa corona discharge. Para sa corona discharge na mangyari, ang spacing sa pagitan ng mga lines ay dapat mas malaki kaysa sa kanilang diameter.

Ngunit, kung ang spacing ay sobrang malaki, ang dielectric stress sa hangin ay bumababa, nagrereduce ng corona effect. Kung ang spacing ay sobrang malaki, ang corona ay maaaring hindi mangyari sa rehiyon ng transmission line na iyon.

Strategies to Reduce Corona Discharge

Dahil ang corona discharge ay invariable na nagdudulot ng power loss sa anyo ng liwanag, tunog, init, at chemical reactions, mahalagang gamitin ang mga strategy upang minimize ang pag-occur nito sa high-voltage networks.

Maaaring ireduce ang corona discharge sa pamamagitan ng:

• Pag-increase ng laki ng conductor: Isang mas malaking conductor diameter ay nagreresulta sa pagbawas ng corona effect.

• Pag-increase ng distansya sa pagitan ng mga conductors: Ang pag-increase ng conductor spacing ay nagrereduce ng corona effect.

• Paggamit ng bundled conductors: Bundled conductors nag-increase ng effective diameter ng conductor – kaya nagrereduce ng corona effect.

• Paggamit ng corona rings: Mas malakas ang electric fields sa puntos ng sharp conductor curvature, kaya ang corona discharge una namang nangyayari sa sharp points, edges, at corners. Ang corona rings, na elektrikal na konektado sa high-voltage conductor, ay umikot sa mga puntos kung saan ang corona effect ay pinakamalamang na mangyari. Sila ay effectively ‘round out’ ang mga conductors, nagrereduce ng sharpness ng surface ng conductor, at nagdistribute ng charge sa mas malaking area, kaya nagrereduce ng corona discharge. Ginagamit ang corona rings sa mga terminals ng very high-voltage equipment (tulad ng sa bushings ng high-voltage transformers).

Corona Discharge and Current

Ang mas malapit na pagtingin sa relasyon ng corona discharge at current ay nagbibigay ng karagdagang insights sa impact ng phenomenon na ito sa high-voltage systems.

The Role of Current in Corona Discharge

Ang flow ng electric charge ay naglalaro ng vital role sa pag-occur ng corona discharge. Kapag ang high voltage ay in-apply sa transmission line, ang current na nagflow sa mga conductors ay nagcreate ng electric field sa paligid nila.

Ang electric field na ito ay ionizes ang air molecules sa paligid ng mga conductors, nagreresulta sa corona effect.

Ang magnitude ng current na nagflow sa transmission line ay proportional sa severity ng corona discharge. Ang mas mataas na current levels ay naggenerate ng mas malakas na electric field, nagreresulta sa