Koronaudladning: Hvad er Corona-effekten?

Koronaudladning (også kendt som Corona-effekten) er en elektrisk udledning forårsaget afionisering af et fluidum, såsom luft, der omgiver en leder, som er elektrisk ladet. Korona-effekten vil forekomme i højspændingssystemer, medmindre der tages tilstrækkelig omhu for at begrænse styrken af ​​det omgivende elektriske felt.

Koronaudladning kan forårsage hørbar hissing ellercracking noise som det ioniserer luften omkring ledere. Dette er almindeligt i højspændingsledninger. Korona-effekten kan også producere en violet glød, produktion af ozongas omkring lederen, radiointerferens og elektrisk strømforløb.

Hvad er Corona effekten?

Corona effekten forekommer naturligt på grund afat luft ikke er en perfekt isolator - der indeholder mange fri elektroner og ioner under normale forhold. Når et elektrisk felt er etableret i luften mellem to ledere, vil de frie ioner og elektroner i luften opleve en kraft. På grund af denne effekt bliver ionerne og de frie elektroner accelereret og flyttet i modsat retning.

De ladede partikler kolliderer under deres bevægelsemed hinanden og også med langsomt bevægende uchargede molekyler. Således øges antallet af ladede partikler hurtigt. Hvis det elektriske felt er stærkt nok, vil der opstå en dielektrisk nedbrydning af luften, og der vil danne en bue mellem lederne.

Elektrisk kraftoverførsel beskæftiger sig med bulkoverførsel af elektrisk energi fra generatorer, der ligger mange kilometer væk fra forbrugsstederne eller byerne. Af denne grund er langdistanceoverførselslederne af yderste vigtighed for effektiv strømoverførsel - hvilket tydeligvis resulterer i store tab på tværs af systemet.

Minimering af disse energitab har været en stor udfordring for kraftingeniører. Koronaudladning kan signifikant reducere effektiviteten af ​​EHV-ledninger (ekstra højspændingsledninger) i elsystemer.

To faktorer er vigtige for koronaudladning:

1. Alternativ elektrisk potentialforskel skal leveres over linjen.
2. Afstanden mellem lederne skal være stor nok i forhold til linjediameteren.

Når en vekselstrøm er lavet til at strømmePå tværs af to ledere af en transmissionslinie, hvis afstand er stor i forhold til deres diametre, udsættes luften, som omgiver ledningerne (sammensat af ioner), dielektrisk stress.

Ved lave værdier af forsyningsspændingen sker der intet, da spændingen er for lille til ionisering af luften udenfor. Men når den potentielle forskel stiger over en vis tærskelværdi (kendt som kritisk forstyrrende spænding) bliver feltstyrken stærk nok til at luften omgiver lederne til dissocieret i ioner - hvilket gør det ledende. Denne kritiske forstyrrende spænding opstår ved ca. 30 kV.

Den ioniserede luft resulterer i elektrisk udladningomkring ledere (på grund af strømmen af ​​disse ioner). Dette giver anledning til en svag luminescerende glød, sammen med hissende lyd ledsaget af frigivelse af ozon.

Dette fænomen elektrisk udladning forekommer i højspændingsoverførselsledninger er kendt som korona effekten. Hvis spændingen på tværs af linjerne fortsætter med at stige, bliver glød og hissende støj mere og mere intens - hvilket medfører et højt effekttab i systemet.

Faktorer der påvirker korona tab

Ledningens ledningsspænding er den vigtigsteafgørende faktor for koronaudladning i transmissionsledninger. Ved lave spændingsværdier (mindre end den kritiske forstyrrende spænding) er spændingen på luften ikke høj nok til at forårsage dielektrisk nedbrydning - og dermed er der ingen elektrisk udladning.

Med stigende spænding, korona effekten i atransmissionslinie opstår på grund af ioniseringen af ​​atmosfærisk luft, der omgiver ledere - det påvirkes hovedsageligt af kabinets betingelser såvel som atmosfærens fysiske tilstand. De vigtigste faktorer, der påvirker koronaudladning er:

• Atmosfæriske forhold
• Ledernes tilstand
• Afstand mellem ledere

Lad os se nærmere på disse faktorer:

Atmosfæriske forhold

Vi har bevist, at spændingsgradienten fordielektrisk nedbrydning af luft er direkte proportional med luftens tæthed. På en stormvejr dag er det på grund af den kontinuerlige luftstrøm det antal ioner, der omgiver lederen, langt mere end normalt, og derfor er det mere sandsynligt, at der er elektrisk udladning i transmissionsledninger på en sådan dag i forhold til en dag med den retfærdige klart vejr. Systemet skal konstrueres i betragtning af disse ekstreme situationer.

Ledernes tilstand

Dette særlige fænomen afhænger meget afledere og dens fysiske tilstand. Det har et omvendt proportionalitetsforhold med ledernes diameter. dvs. med øgningen i diameter reduceres effekten af ​​corona på elsystemet betydeligt. Tilstedeværelsen af ​​smuds eller ruhed af lederen reducerer også den kritiske nedbrydningsspænding, hvilket gør ledere mere tilbøjelige til at korona tab. I de fleste byer og industriområder, der har stor forurening, er denne faktor derfor af rimelig betydning for at imødegå de dårlige virkninger, det har på systemet.

Afstand mellem ledere

Som allerede nævnt, for corona at forekomme iafstanden mellem linjerne effektivt bør være meget højere i forhold til dens diameter, men hvis længden bliver øget over en vis grænse, reduceres det dielektriske stress på luften, og derfor reduceres effekten af ​​korona også. Hvis afstanden er lavet for stor, er der måske ikke nogen korona for den pågældende del af transmissionsledningen.

Reduktion af koronaudladning

Koronaudladning resulterer altid i strømtab. Energien går tabt i form af lys, lyd, varme og kemiske reaktioner. Selvom disse tab er individuelt små, kan de over tid tilsætte betydeligt strømtab i højspændingsnet.

Koronaudladning kan reduceres ved:

• Forøgelse af lederens størrelse: En større lederdiameter resulterer i mindre koronaudladning.
• Forøgelse af afstanden mellem ledere: Øget ledningsafstand reducerer koronaudladning.
• Brug af bundtede ledere: Bundlede ledere øger lederens effektive diameter - hvilket resulterer i mindre koronaudladning.
• Brug af corona ringe: Det elektriske felt er stærkere, hvor der er askarpe lederkrumning. På grund af denne korona udskrivning sker først ved de skarpe punkter, kanter og hjørner. Corona ringe reducerer corona effekten ved at "afrunde" ledere (dvs. gøre dem mindre skarpe). De bruges til terminalerne til meget højspændingsudstyr (f.eks. Ved bøsninger af højspændingstransformatorer). En corona ring er elektrisk forbundet til højspændingslederen, der omgiver de punkter, hvor koronaudladning sandsynligvis forekommer. Denne omkreds reducerer skarpheden af ​​lederens overflade - fordeler ladningen over et bredere område. Dette reducerer igen koronaudladning.