Корона дисипирање: Како да се намали ефектот на короната
Корона дисџаџ, исто така познат како Корона ефект, е феномен на електрична дисџаџ кој се случува кога кондуктор носи висок напон и јонизира околниот течност, често воздух. Корона ефектот ќе се случи во системи со висок напон освен ако не се земат доволни мерки за ограничување на јачината на околниот електричен поле.
Бидејќи корона дисџаџ вклучува губиток на енергија, инженерите се стремат да го намалат корона дисџаџот за да минимизираат губитокот на електрична енергија, производството на озон гас и радио интерференција.
Корона дисџаџ може да предизвика слушлив шум или трескав звук додека јонизира воздухот околу кондукторите. Ова е заедничко во линии за пренос на електрична енергија со висок напон. Корона ефектот исто така може да произведе бакларен светлец, производство на озон гас околу кондукторот, радио интерференција и губиток на електрична енергија.
Што е Корона Ефект?
Корона ефектот се случува природно затоа што воздухот не е савршен изолатор—содржи многу слободни електрони и иони под нормални услови. Кога се поставува електричен поле во воздухот помеѓу два кондуктори, слободните иони и електрони во воздухот ќе испратат сила. Збога на овој ефект, ионите и слободните електрони ќе се забрзат и движеат во спротивна насока.
Заредените честици во своето движење се судират едни со други и исто така со бавно движење на незаредени молекули. Така бројот на заредени честици брзо се зголемува. Ако електричното поле е доволно јако, ќе се случи диелектрична разбидање на воздухот и ќе се формира арка помеѓу кондукторите.
Преносот на електрична енергија се занимава со масов пренос на електрична енергија, од генерирачки станции кои се наоѓаат многу километри од главните центрови за потрошувачки или градови. Затоа, проводниците за долг растојки пренос се најнеопходни за ефективен пренос на енергија—што неизбежно води до големи губитоци во системот.
Минимизирањето на овие губитоци на енергија било едно од главните предизвици за инженерите за електрична енергија. Корона дисџаџот значително може да намали ефикасноста на EHV (Extra High Voltage) линии во електрични системи.
Две фактори се важни за да се случи корона дисџаџ:
Мора да се достави алтернативна електрична разлика во потенцијал помеѓу линијата.
Разликата помеѓу кондукторите мора да биде доволно голема во споредба со пречникот на линијата.
Кога се прави да текне алтернативна струја помеѓу два кондуктори на преносна линија чија разлика е голема во споредба со нивните пречници, воздухот околу кондукторите (состојан од иони) е подложен на диелектрична стрес.
При ниски вредности на напонот, ништо не се случува затоа што стресот е премногу мал за да јонизира воздухот надвор. Но кога потенцијалната разлика се зголемува над некоја граница (позната како критичен нарушување напон), јачината на полето станува доволно јака за воздухот околу кондукторите да се диссоциира во иони—што го прави проводлив. Овој критичен нарушување напон се случува околу 30 kV.
Ионизираните воздух доведува до електрична дисџаџ околу кондукторите (због токот на овие иони). Ова дава место на блед светлец, заедно со шум и ослободување на озон.
Овој феномен на електрична дисџаџ кој се случува во линии со висок напон е познат како корона ефект. Ако напонот помеѓу линиите продолжи да се зголемува, светлецот и шумот стануваат повеќе и повеќе интензивни—индуктирајќи голем губиток на енергија во системот.
Фактори кои влијаат на Корона Губиток
Напонот на линијата на кондукторот е главниот детерминант фактор за корона дисџаџ во линии за пренос. При ниски вредности на напон (помали од критичниот нарушување напон), стресот на воздухот не е доволно висок за да предизвика диелектрична разбидање—и затоа не се случува електрична дисџаџ.
Со зголемување на напонот, корона ефектот во линијата за пренос се случува поради јонизација на атмосферскиот воздух околу кондукторите—главно влијаат условите на кабела како и физичката состојба на атмосферата. Главните фактори кои влијаат на корона дисџаџ се:
Атмосферски услови
Состојба на кондукторите
Разстояние помеѓу кондукторите
Да ги испитаме овие фактори во поголема деталност:
Атмосферски Услови
Напонската градијента за диелектрична разбидање на воздухот е директно пропорционална на густината на воздухот. Поради тоа, во време на бурни дни, бројот на иони околу кондукторот се зголемува поради непрекинато движење на воздухот, што прави електрична дисџаџ повеќе веројатна одколку во чисти временски услови.
Напонскиот систем мора да биде дизајниран за да се приспособи на овие екстремни услови.
Состојба на Кондукторите
Ударот на корона зависи многу од кондукторите и нивната физичка состојба. Феноменот е обратно пропорционален на пречникот на кондукторите, што значи дека зголемувањето на пречникот значително го намалува корона ефектот.
Освен тоа, присуството на прашање или грубост на кондукторот намалува критичниот напон за разбидање, што го прави кондукторот повеќе склон на корона губитоци. Овој фактор е особено значаен во градови и индустриски области со високо замаглување, каде што стратегии за намалување се неопходни за да се контрахира негативниот ефект на системот.
Разстояние Помеѓу Кондукторите
Разстоянието помеѓу кондукторите е критичен елемент за корона дисџаџ. За да се случи корона дисџаџ, разстоянието помеѓу линиите треба да биде многу поголемо од нивниот пречник.
Меѓутоа, ако разстоянието е прекумерно големо, диелектричниот стрес на воздухот се намалува, што го намалува корона ефектот. Ако разстоянието е премногу големо, корона можеби воовсе не ќе се случи во тој регион на линијата за пренос.
Стратегии за Намалување на Корона Дисџаџ
Бидејќи корона дисџаџ неизбежно доведува до губиток на енергија во формата на светлина, звук, топлина и хемиски реакции, е критично да се применат стратегии за намалување на неговото појавување во високонапонски мрежи.
Корона дисџаџот може да се намали со:
Зголемување на големината на кондукторот: Поголем пречник на кондукторот резултира во намалување на корона ефектот.
Зголемување на разстоянието помеѓу кондукторите: Зголемување на разстоянието помеѓу кондукторите намалува корона ефектот.
Користење на комбинирани кондуктори: Комбинирани кондуктори го зголемуваат ефективниот пречник на кондукторот—па намалуваат корона ефектот.
Користење на корона прстени: Електричните полиња се појаки во точки на остри кривини на кондукторите, па корона дисџаџот најпрво се случува во остри точки, рабови и агли. Корона прстените, кои се електрично поврзани со високонапонскиот кондуктор, обвиваат точките каде најверојатно ќе се случи корона ефект. Тие ефективно „закривуваат“ кондукторите, намалувајќи остриот раб на површината на кондукторот и распределувајќи зареденост над поширока област, што намалува корона дисџаџ. Корона прстените се користат на терминалите на високонапонско опрема (како на бушингите на високонапонски трансформатори).
