Anillo corona: ¿cómo funciona?

¿Qué es un Anillo Corona?

Un Anillo Corona es un material conductor circular, generalmente de metal, que se conecta a un terminal de un equipo de alto voltaje.. La función del Corona Ring es distribuir el gradiente del campo eléctrico y reducir sus valores máximos por debajo del umbral de la corona y, por lo tanto, evitar la descarga de la corona. Los anillos Corona se utilizan en aisladores y conmutadores de transmisión de potencia de muy alto voltaje.

Una función secundaria útil de Corona Ring es remodelar la distribución del campo eléctrico a través de una pila de aisladores para que la caída potencial por aislador sea más uniforme, reduciendo así las tensiones de ruptura en el aislador con la caída de voltaje más alta. Una pila de aisladores simétricos utilizados para el aislamiento de EHV tendrá una caída de voltaje mucho mayor en los aisladores en el extremo caliente de la pila. Pueden ocurrir diferencias de más de 10:1 en cadenas largas de aisladores y, en algunos casos, más de la mitad de la caída total de EHV ocurre en los primeros 3 o 4 aisladores. Un campo remodelado por un anillo de corona puede reducir este desequilibrio de manera útil, pero una parte desproporcionadamente grande del voltaje total aún es susceptible de ser transportada por los primeros aisladores.

Una vista más cercana de Corona Ring:

La descarga de corona daña los aisladores y puede producir productos de descomposición que pueden provocar fallas catastróficas en el aislamiento. Si el campo eléctrico en un cierto punto en el aire es lo suficientemente fuerte, los electrones serán arrancados de los átomos y harán que el aire sea un plasma conductor en lugar de un aislante. Un objeto con alto voltaje y una pequeña curvatura como un cable, puntas afiladas, habilita un campo de suficiente fuerza, formando una capa conductora de aire, que luego está rodeada por aire aislante normal. En este caso, la capa conductora puede aumentar de tamaño (generalmente en una dirección) hasta formar una ruta conductora completa hacia otro objeto y luego un enorme flujo de corriente en forma de arco. Por lo tanto, es muy importante minimizar la descarga Corona.

¿Cómo funciona el anillo Corona?

Las descargas de corona se producen cuando el campo eléctrico, es decir, el gradiente de potencial en la superficie de los conductores, supera un valor crítico denominado gradiente de potencial disruptivo. Es de aproximadamente 30 kV/cm (pico) para el aire, pero varía con la presión atmosférica, por lo que la corona es mayor en altitudes elevadas.

El campo eléctrico en un conductor es mayor donde la curvatura es más pronunciada y, por lo tanto, la descarga de corona se produce primero en las puntas, esquinas y bordes afilados. Los terminales de los equipos de muy alto voltaje se diseñan con frecuencia con formas redondeadas de gran diámetro, como bolas llamadas tapas de corona, para suprimir la formación de corona.

Sin embargo, algunas partes de los circuitos de alto voltaje requieren hardware con bordes o esquinas afilados expuestos, como los puntos de conexión donde los cables o las barras colectoras se conectan a los aisladores. Los anillos de corona se instalan en estos puntos para evitar la formación de corona.

El anillo de corona está conectado eléctricamente al conductor de alto voltaje, rodeando los puntos donde se formaría la corona.

La aplicación de anillos de corona crea un flujo de corriente de cable a anillo en lugar de un flujo de corriente de cable a aire que ayuda a suprimir la descarga de corona. Funciona modificando la intensidad del campo eléctrico para reducir la tasa de cambio de campo en el peor de los casos en el aislador, lo que reduce el potencial máximo en el aire rodeado para reducir el voltaje de ruptura a aproximadamente 10 kV por pulgada para aire seco y en las frecuencias de la red.

Efecto del diámetro del tubo de corona:

Cuanto más aumenta el diámetro del tubo de corona, menor es el porcentaje de voltaje en la mayoría de los aisladores inferiores. Por otro lado, aumentar el diámetro del tubo de corona aumentará la distribución de voltaje para los aisladores superiores.

Efecto del diámetro del anillo de corona:

Cuanto mayor sea el diámetro del anillo, menor será el porcentaje de voltaje del aislador más bajo. Sin embargo, la tasa decreciente es lenta. Por otro lado, los diámetros de anillo más altos dan como resultado aumentos en el voltaje de las unidades superiores.

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