Pagsalak: Paano Bawasan ang Epekto ng Corona

Corona Discharge, na tinatawag din bilang Corona Effect, ay isang epekto ng electrical discharge na nangyayari kapag ang isang conductor na nagdadala ng mataas na voltage ay ionizes ang paligid nitong fluid, kadalasang hangin. Ang corona effect ay magaganap 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, ang mga engineer ay naghahanap ng paraan upang bawasan ang corona discharge upang minimisuhin ang pagkawala ng electrical power, produksyon ng ozone gas, at radio interference.

Ang corona discharge ay maaaring magdulot ng audible 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 magproduksyon ng violet glow, produksyon ng ozone gas sa paligid ng conductor, radio interference, at electrical power loss.

Ano ang Corona Effect?

Nagaganap ang corona effect dahil ang hangin ay hindi perpektong insulator—mayroon itong maraming libreng elektron at ions sa normal na kondisyon. Kapag natatag ang electric field sa hangin sa pagitan ng dalawang conductor, ang mga libreng ions at elektron sa hangin ay makakaranas ng puwersa. Dahil dito, ang mga ions at libreng elektron ay mapapabilis at ililipat sa kabaligtarang direksyon.

Sa kanilang paggalaw, ang mga charged particles ay magkokolisyon sa isa't isa at sa mga slow-moving uncharged molecules. Kaya ang bilang ng mga charged particles ay lalong tumataas. Kung sapat ang lakas ng electric field, magkakaroon ng dielectric breakdown ng hangin at magkakaroon ng arc sa pagitan ng mga conductor.

Ang electric power transmission ay nakakasangkot sa bulk transfer ng electrical energy, mula sa generating stations na matatagpuan sa layo ng mga pangunahing consumption centers o siyudad. Dahil dito, ang long-distance transmission conductors ay mahalaga para sa epektibong power transfer — na nagresulta sa malaking pagkawala ng enerhiya sa sistema.

Ang pagminimize ng mga pagkawala ng enerhiya ay isang pangunahing hamon para sa mga power engineer. Ang corona discharge ay maaaring mabawasan ang epektividad ng EHV (Extra High Voltage) lines sa power systems.

Dalawang factor ang mahalaga para magkaroon ng corona discharge:

1. Kailangan ng alternating electrical potential differences sa pagitan ng line.

2. Ang pagkakaugnay ng mga conductor ay dapat sapat na malaki kumpara sa diameter ng line.

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

Sa mababang halaga ng supply voltage, walang nangyayari dahil ang stress ay masyadong maliit upang ionize ang hangin sa labas. Ngunit kapag ang potential difference ay lumampas sa isang threshold value (kilala bilang critical disruptive voltage), ang field strength ay sapat na malakas upang dissociate ang hangin sa paligid ng mga conductor 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 conductor (dahil sa paggalaw ng mga ions). Ito ay nagbibigay ng kaunting luminescent glow, kasama ang hissing sound at pagsikat ng ozone.

Ang phenomenon ng electric discharge na nangyayari sa high-voltage transmission lines ay kilala bilang corona effect. Kung patuloy na tumaas ang voltage sa mga lines, ang glow at hissing noise ay lalong tumataas—nagpapadala ng mataas na power loss sa sistema.

Mga Factor na Nakakaapekto sa Corona Loss

Ang line voltage ng conductor ay ang pangunahing determinante 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 magresulta ng dielectric breakdown—at kaya wala namang electrical discharge.

Kapag tumaas ang voltage, ang corona effect sa transmission line ay nangyayari dahil sa ionization ng atmospheric air sa paligid ng mga conductor – 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

Suriin natin ang mga factor na ito sa mas detalyado:

Atmospheric Conditions

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

Ang voltage system ay dapat disenyado upang ma-accommodate ang mga ekstremong kondisyon.

Condition of Conductors

Ang impact ng corona ay lubhang depende sa mga conductor at ang kanilang pisikal na kondisyon. Ang phenomenon ay inversely proportional sa diameter ng mga conductor, na nangangahulugan na ang pagtaas ng diameter ay lalo pang bumabawas sa corona effect.

Bukod dito, ang presence ng dirt o roughness sa conductor ay bumabawas sa critical breakdown voltage, nagpapahirap sa mga conductor na maging susceptible sa corona losses. Mahalaga ang factor na ito sa mga siyudad at industriyal na lugar na may mataas na pollution, kung saan ang mga mitigation strategies ay essential upang labanan ang negatibong epekto nito sa sistema.

Spacing Between Conductors

Ang spacing sa pagitan ng mga conductor ay isang mahalagang elemento para sa corona discharge. Para magkaroon ng corona discharge, 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, bumabawas ang corona effect. Kung ang spacing ay sobrang malaki, maaaring hindi magkaroon ng corona sa rehiyon ng transmission line.

Strategies to Reduce Corona Discharge

Dahil ang corona discharge ay nagresulta sa power loss sa anyo ng liwanag, tunog, init, at chemical reactions, mahalaga ang paggamit ng strategies upang bawasan ang pagkakaroon nito sa high-voltage networks.

Maaaring bawasan ang corona discharge sa pamamagitan ng:

• Pagtaas ng laki ng conductor: Ang mas malaking diameter ng conductor ay nagresulta sa pagbawas ng corona effect.

• Pagtaas ng distansya sa pagitan ng mga conductor: Ang pagtaas ng spacing ng conductor ay bumabawas sa corona effect.

• Paggamit ng bundled conductors: Bundled conductors nagpapataas ng effective diameter ng conductor—kaya nagbubawas ng corona effect.

• Paggamit ng corona rings: Mas malakas ang electric fields sa puntos ng sharp conductor curvature, kaya ang corona discharge unang nangyayari sa sharp points, edges, at corners. Ang corona rings, na electrically connected sa high-voltage conductor, ay umiikot sa mga puntos kung saan maaaring magkaroon ng corona effect. Ito ay effectively ‘round out’ ang mga conductor, nagbabawas ng sharpness ng surface ng conductor, at nagdidistribute ng charge sa mas malaking area, kaya nagbubawas sa corona discharge. Ang corona rings ay ginagamit sa 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 mas maraming insights tungkol 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 na papel sa pagkakaroon ng corona discharge. Kapag ang high voltage ay inilapat sa transmission line, ang current na sumusunod sa mga conductor ay gumagawa ng electric field sa paligid nito.

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

Ang magnitude ng current na sumusunod sa transmission line ay proporsyonal sa severity ng corona discharge. Ang mas mataas na current