Rozładowanie koronowe, znane również jako efekt koronowy, to zjawisko elektrycznego rozładowania, które występuje, gdy przewodnik niosący wysoką napięcie jonizuje otaczającą go ciecz, często powietrze. Efekt koronowy wystąpi w systemach o wysokim napięciu, chyba że zostaną podjęte odpowiednie środki, aby ograniczyć siłę otaczającego pola elektrycznego.
Ponieważ rozładowanie koronowe wiąże się z utratą energii, inżynierowie starają się zmniejszyć rozładowanie koronowe, aby zminimalizować straty mocy elektrycznej, produkcję gazu ozonowego i zakłócenia radiowe.
Rozładowanie koronowe może powodować słyszalny syk lub trzask, gdy jonizuje powietrze wokół przewodników. Jest to powszechne w liniach wysokiego napięcia do przesyłania energii elektrycznej. Efekt koronowy może również powodować fioletowe światło, produkcję gazu ozonowego wokół przewodnika, zakłócenia radiowe i straty mocy elektrycznej.
Efekt koronowy występuje naturalnie, ponieważ powietrze nie jest idealnym izolatorem – zawiera wiele wolnych elektronów i jonów w normalnych warunkach. Gdy w powietrzu między dwoma przewodnikami ustanowione jest pole elektryczne, wolne jony i elektrony w powietrzu będą doświadczać siły. W wyniku tego efektu, jony i wolne elektrony są przyspieszane i poruszają się w przeciwnych kierunkach.
Naładowane cząstki podczas ruchu zderzają się ze sobą oraz z wolno poruszającymi się niezaładowanymi cząsteczkami. W ten sposób liczba naładowanych cząstek szybko rośnie. Jeśli pole elektryczne jest wystarczająco silne, nastąpi przebicie dielektryczne powietrza, a między przewodnikami utworzy się łuk.
Przesyłanie energii elektrycznej dotyczy masowego przenoszenia energii elektrycznej z elektrowni położonych kilometry od głównych centrów zużycia lub miast. Dlatego konieczne są długodystansowe przewodniki przesyłowe do skutecznego przenoszenia mocy – co nieuchronnie prowadzi do ogromnych strat w systemie.
Minimalizacja tych strat energii była dużym wyzwaniem dla inżynierów energetycznych. Rozładowanie koronowe może znacząco obniżyć efektywność lini EHV (Extra High Voltage) w systemach energetycznych.
Dwa czynniki są ważne dla wystąpienia rozładowania koronowego:
Alternujące różnice potencjałów elektrycznych muszą być dostarczane przez linię.
Odstęp między przewodnikami musi być wystarczająco duży w porównaniu z średnicą linii.
Gdy prąd przemienny jest przeprowadzany przez dwa przewodniki linii przesyłowej, których odstęp jest duży w porównaniu do ich średnic, powietrze otaczające przewodniki (składające się z jonów) jest poddawane stresowi dielektrycznemu.
Przy niskich wartościach napięcia zasilającego, nic się nie dzieje, ponieważ stres jest zbyt mały, aby jonizować powietrze na zewnątrz. Ale gdy różnica potencjałów wzrasta ponad pewną wartość progową (znaną jako krytyczne napięcie rozładowania), siła pola staje się wystarczająco silna, aby powietrze otaczające przewodniki rozpadło się na jony – stając się przewodzące. Krytyczne napięcie rozładowania występuje przy około 30 kV.
Jonizowane powietrze powoduje rozładowanie elektryczne wokół przewodników (w wyniku przepływu tych jonów). Powoduje to delikatne świecące światło, wraz z sykiem, towarzyszącym wydzielaniu gazu ozonowego.
To zjawisko rozładowania elektrycznego występującego w liniach przesyłowych o wysokim napięciu znane jest jako efekt koronowy. Jeśli napięcie między liniami będzie nadal rosnąć, świecenie i syk stają się coraz bardziej intensywne – wprowadzając wysokie straty mocy do systemu.
Nap
