Cómo el efecto corona puede influir en las líneas aéreas de transmisión

Como hemos discutido en nuestros artículos anteriores sobre las líneas de transmisión que cómo se transmite la energía eléctrica a través de los conductores de la línea de transmisión desde la casa generadora hasta las instalaciones del consumidor. Mientras transmiten energía eléctrica a los usuarios, los conductores muestran algunos efectos visuales y sonoros. Como resultado, se produce una pérdida de potencia en las líneas de transmisión que se conoce como efecto Corona.

¿Qué es el efecto corona/descarga en las líneas de transmisión?

“El fenómeno del resplandor violeta, el silbido y la producción de gas ozono en una línea aérea de transmisión se llama corona”

Cuando se aplica una diferencia de potencial alterna a través de líneas de transmisión de dos conductores cuya separación es mayor en comparación con el diámetro de su sección transversal. No aparece ningún cambio en el aire que rodea los cables si el voltaje es bajo. Pero cuando la diferencia de potencial excede un cierto valor llamado voltaje disruptivo crítico, los conductores están rodeados por un tenue brillo violeta llamado corona. Este efecto puede ir acompañado del sonido sibilante, brillo violeta, interferencias de radio y producción de ozono.

Cuanto mayor sea el voltaje, mayor y mayor será la envolvente luminosa producida alrededor de los conductores, el sonido y la pérdida de potencia. Y si la diferencia de potencial supera el valor de ruptura, se ha producido una descarga disruptiva entre los conductores y quema el aislamiento del aire. Si los conductores son lisos y pulidos, aparecerá un brillo uniforme alrededor de los conductores, mientras que los puntos ásperos aparecerán más brillantes en los conductores pulidos. Con el voltaje de CC, la corona es diferente. El cable positivo tiene un brillo uniforme alrededor, mientras que se observa un brillo irregular alrededor del cable negativo.

Teoría de la formación de corona:

           Algo de ionización siempre está presente en el aire debido a los rayos cósmicos, ultravioleta y radiactividad. Entonces, en condiciones normales, el aire contiene algunos electrones libres, iones negativos y moléculas neutras. Pero cuando la diferencia de potencial entre los conductores supera cierto valor, se establece un gradiente de potencial en la superficie del conductor. Cuando el gradiente de potencial alcanza hasta 30 kv/cm, que es suficiente para que el electrón libre choque con una molécula neutra con fuerza suficiente para emitir un electrón. Este proceso ocurre en otras moléculas que emiten más electrones libres. Este proceso es acumulativo, es por eso que una gran cantidad de electrones saltaron al aire que rodea a los conductores, el aire ahora está ionizado y la chispa se produce entre los conductores. Ahora el efecto corona se puede dividir en dos partes, una es el sonido y otra es la parte visual.

1. Tensión disruptiva crítica : Es el voltaje mínimo de fase-neutro en el que se produce corona. Considere dos conductores de radios r y el espacio entre ellos es d. si V tiene voltaje aplicado, entonces el gradiente de potencial en la superficie de los conductores es,

   g =[V/ r loge (d/r)] voltios/cm 

2. Tensión crítica visual: Es la mínima tensión fase-neutro a la que aparece un resplandor alrededor a lo largo de los conductores. Se ha visto que en el caso de conductores paralelos, el resplandor de la corona no comienza en el voltaje disruptivo Vc sino en un voltaje más alto, Vv llamado voltaje crítico visual. El valor efectivo del neutro de fase del voltaje crítico visual viene dado por la siguiente fórmula,
   

Factores que afectan al coronavirus

El fenómeno de la corona puede verse afectado por el estado físico de la atmósfera, así como por la condición de la línea. Los siguientes son los factores de los que depende la corona.

1. Atmósfera :Como la corona se formó debido a la ionización del aire que rodea a los conductores, la corona se ve afectada por el estado físico de la atmósfera. En clima tormentoso, la cantidad de iones es mayor de lo normal, por lo que la corona puede ocurrir a un voltaje mucho menor en comparación con el buen clima.

2. Tamaño y forma del conductor :La corona también puede verse afectada por la forma física y el tamaño del conductor. Si la superficie del conductor es irregular, dará lugar a la corona en comparación con el conductor sólido. Porque la irregularidad del conductor produce más posibilidades de corona que un conductor de superficie lisa.

3. Espaciado en blanco y negro de los conductores :El espacio entre los conductores de la línea de transmisión debe ser mayor que el diámetro de los conductores porque si el espacio entre los conductores es menor, el aire que rodea a los conductores puede ionizarse a bajo voltaje.

4. Tensión de línea :El voltaje de la línea afecta en gran medida a la corona. Si el voltaje de la línea es bajo, no habrá cambios en el aire circundante y, por lo tanto, no se formará corona. Sin embargo, si el voltaje de la línea excede un cierto valor, se desarrollan tensiones electrostáticas en la superficie de los conductores que ionizan el aire y se forma la corona.

Métodos para reducir el efecto corona

Se ha observado que se ven intensos efectos de corona a un voltaje de trabajo de 33 kv o superior; por lo tanto, se debe tener cuidado al diseñar las líneas de transmisión y las subestaciones para evitar este tipo de efectos enormes y destructivos de una corona. Los siguientes son los métodos para reducir los efectos de la descarga de corona.

1. Aumentando el tamaño del conductor :Al aumentar el tamaño del conductor, el voltaje al que se produce la corona aumenta y, por lo tanto, los efectos de la corona se reducen considerablemente.

2. Aumentando el espaciado de los conductores :Al aumentar el espacio entre los conductores de las líneas de transmisión se puede reducir considerablemente el efecto corona. Deberíamos aumentar el espacio entre los conductores del espacio en el que se produce la corona. El aumento del espacio acomoda más partículas entre los conductores.

Pros y contras del efecto corona

Corona tiene muchas ventajas y desventajas. En el diseño correcto de una línea aérea de alto voltaje, las siguientes ventajas y desventajas se consideran las más importantes.

Méritos

1. Debido a la corona, el espacio en blanco y negro de los conductores se ioniza y se convierte en un camino conductor, por lo que el diámetro virtual del conductor aumenta.
2. Corona reduce los efectos de los transitorios producidos por sobretensiones.

Deméritos

1. Corona se acompaña de una pérdida de energía. Esto afecta la eficiencia de las líneas de transmisión.
2. El ozono también se produce en la corona y puede causar corrosión.
3. La corriente consumida por la línea debido a la corona no es sinusoidal y, por lo tanto, se produce una caída de voltaje no sinusoidal en la línea.