Cuando en un sistema de aislamiento, el gradiente de voltaje excede un voltaje crítico, las moléculas de aire que rodean los conductores de la línea de transmisión de alto voltaje se ionizan, lo que produce descargas parciales.
La pérdida de corona ocurre si el voltaje de línea a línea excede el umbral de corona. La región conductora no es lo suficientemente alta como para provocar una ruptura eléctrica o un arco eléctrico en cualquier objeto cercano. La corona puede ocurrir dentro de los vacíos de un aislador, en el conductor o en la interfaz del aislador. Las superficies rugosas son más propensas a la corona porque la irregularidad de la superficie disminuye el valor del voltaje de ruptura.Se puede detectar debido a su luz visible en forma de brillo púrpura que consiste en micro arcos y su sonido se puede escuchar a través de su silbido y crujido. El olor de la presencia de producción de ozono se nota durante la actividad de la corona.
Los efectos de la corona son acumulativos y permanentes y la falla puede ocurrir sin previo aviso. En el sistema de aislamiento, las descargas de corona dan como resultado transitorios de tensión. Los efectos de la corona asociados con la operación de líneas de transmisión de alto voltaje incluyen interferencias de radio, ruido audible, efluentes gaseosos como ozono y óxido de nitrógeno y potencial de choque.
El voltaje, el diámetro y la forma del conductor, el polvo, las gotas de agua y las irregularidades de la superficie, como los rayones, son factores que afectan el rendimiento y los gradientes eléctricos de la superficie del conductor. La pérdida de energía debido a la corona se transforma en sonido, ruido de radio, reacciones químicas de los componentes del aire y calor.
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¿Cuánta pérdida de energía debido a Corona?
De acuerdo con las fórmulas de Peek, la pérdida de potencia debido a la corona en condiciones climáticas favorables se puede expresar como:
Donde f = frecuencia de potencia
δ = factor de corrección de la densidad del aire
V = Tensión de servicio en kV
Edcv = Tensión disruptiva crítica
R = Radio del conductor
d = Distancia entre dos conductores
El factor de corrección de densidad del aire normalizado, δ es 1 a 250C a 760 mm Hg de presión. Bajo las condiciones climáticas tormentosas, el Voltaje crítico disruptivo (Edcv) se toma como 0,8 veces el valor del buen tiempo. Cuando la relación entre el voltaje de fase y el voltaje crítico disruptivo es inferior a 1,8, se utiliza la fórmula de Peterson para determinar la pérdida de corona. Esto se da como:
Factores que afectan la pérdida de corona:
Condiciones Atmosféricas como Presión y Temperatura:
La pérdida de corona es una función del factor de corrección de la densidad del aire y cuanto mayor sea el valor, menor será la pérdida de corona. A baja presión y altas temperaturas, el valor del voltaje crítico disruptivo es pequeño y el efecto corona y la pérdida son dominantes.
El voltaje de corona inicial y el voltaje crítico disruptivo:
El voltaje de corona de inicio visual es mayor que el voltaje crítico disruptivo porque su formación implica ionización y el aumento de electrones a un estado excitado. Esta excitación produce luz por descarga y otras ondas electromagnéticas. La siguiente figura muestra la comparación gráfica de los Voltaje de corona visual y disruptivo en varios radios del conductor. El radio del conductor es directamente proporcional tanto al voltaje de corona visual como al voltaje crítico disruptivo.
Espaciado entre conductores:
La siguiente figura muestra la pérdida de corona en condiciones de buen tiempo en varios espacios entre los conductores. La pérdida de corona es inversamente proporcional al espacio entre los conductores. Si el espacio se hace muy grande, la pérdida de corona puede estar ausente.
La frecuencia de suministro:
La siguiente figura muestra que cuanto mayor sea la frecuencia de suministro, mayor será la pérdida de corona. La pérdida de corona de CC es menor que la de la pérdida de corona de CA. El efecto de la corona en AC. líneas genera componentes de tercer armónico que aumentan la pérdida de corona.
Linea de voltaje:
Corona comienza para voltajes más altos que el voltaje crítico disruptivo. Cuanto mayor sea el voltaje de suministro, mayor será la pérdida de corona.
Condiciones climáticas tempestuosas y justas:
Las condiciones meteorológicas tormentosas o adversas, como nieves, lluvias y granizadas, reducen Voltaje crítico disruptivo y aumenta los efectos corona. La siguiente figura muestra el gráfico de pérdida de corona tanto en condiciones de tormenta como de buen tiempo a diferentes valores de Voltajes críticos disruptivos. Los resultados muestran que cuanto menor es el valor de la tensión crítica disruptiva, mayor es la pérdida de potencia debido a la corona.
¿Cómo minimizar la pérdida de corona?
Se adoptan los siguientes métodos para minimizar la pérdida de energía debido a la corona.
El uso de conductores de haz reduce la pérdida de corona.
- El espacio entre los conductores se selecciona de modo que la corona sea tolerable.
- Dado que la forma de los conductores afecta la pérdida de corona, los conductores de forma cilíndrica tienen un campo uniforme que reduce la pérdida de corona más que cualquier otra forma.
- La tensión de tensión y el gradiente del campo eléctrico deben minimizarse, lo que se puede lograr mediante el uso de buenas prácticas de diseño de alta tensión. El uso de conductores con radios grandes reduce la pérdida de corona.
- Se deben utilizar conductores y aisladores sólidos libres de huecos.
La formación de corona se puede suprimir si los terminales de los equipos de alto voltaje están diseñados con formas redondeadas de diámetro redondo suave como bolas y la adición de Anillos corona aisladores de líneas de transmisión de alta tensión.
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