Corona Discharge: Was ist der Corona-Effekt?

Corona Entladung (auch bekannt als der Corona-Effekt) ist eine elektrische Entladung, verursacht durch dieIonisierung einer Flüssigkeit wie Luft, die einen elektrisch geladenen Leiter umgibt. Der Corona-Effekt tritt in Hochspannungssystemen auf, sofern nicht ausreichend darauf geachtet wird, die Stärke des umgebenden elektrischen Feldes zu begrenzen.

Corona-Entladung kann ein hörbares Zischen oder verursachenKnackgeräusche, da es die Luft um die Leiter herum ionisiert. Dies ist bei elektrischen Hochspannungsleitungen üblich. Der Corona-Effekt kann auch zu violettem Glühen, zur Erzeugung von Ozongas um den Leiter, zu Funkstörungen und zu Stromausfall führen.

Corona-Entladung auf einer 500-kV-Freileitung

Was ist der Corona-Effekt?

Der Corona-Effekt tritt natürlich aufTatsache ist, dass Luft kein perfekter Isolator ist - unter normalen Bedingungen viele freie Elektronen und Ionen enthält. Wenn in der Luft zwischen zwei Leitern ein elektrisches Feld aufgebaut wird, erfahren die freien Ionen und Elektronen in der Luft eine Kraft. Durch diesen Effekt werden die Ionen und freien Elektronen beschleunigt und in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Die geladenen Teilchen stoßen während ihrer Bewegung zusammenmiteinander und auch mit sich langsam bewegenden ungeladenen Molekülen. Somit steigt die Anzahl der geladenen Teilchen schnell an. Wenn das elektrische Feld stark genug ist, tritt ein dielektrischer Luftdurchbruch auf und es bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Leitern.

Die elektrische Energieübertragung befasst sich mit der MasseÜbertragung elektrischer Energie von Erzeugungsstationen, die viele Kilometer von den Hauptverbrauchszentren oder den Städten entfernt liegen. Aus diesem Grund sind Fernleitungsübertragungsleiter für eine effektive Kraftübertragung äußerst wichtig - was offensichtlich zu erheblichen Verlusten im gesamten System führt.

Die Minimierung dieser Energieverluste war für Power Engineers eine große Herausforderung. Corona-Entladung kann die Effizienz von EHV-Leitungen (Extra High Voltage) in Stromversorgungssystemen erheblich reduzieren.

Zwei Faktoren sind wichtig für das Auftreten einer Koronaentladung

  1. Eine alternierende elektrische Potenzialdifferenz muss über die Leitung geliefert werden.
  2. Der Abstand der Leiter muss im Vergleich zum Leitungsdurchmesser groß genug sein.
Corona-Effekt

Wenn ein Wechselstrom fließen sollÜber zwei Leiter einer Übertragungsleitung, deren Abstand im Vergleich zu ihren Durchmessern groß ist, wird die die Leiter umgebende Luft (bestehend aus Ionen) einer dielektrischen Belastung ausgesetzt.

Bei niedrigen Werten der Versorgungsspannung tritt nichts auf, da die Belastung zu gering ist, um die Luft draußen zu ionisieren. Wenn jedoch die Potenzialdifferenz über einen bestimmten Schwellenwert hinaus ansteigt (bekannt als kritische Störspannung), wird die Feldstärke stark genug, um die Luft um die Leiter herum in Ionen zu dissoziieren und sie leitfähig zu machen. Diese kritische Störspannung tritt bei etwa 30 kV auf.

Die ionisierte Luft führt zu einer elektrischen Entladungum die Leiter herum (aufgrund des Flusses dieser Ionen). Dies führt zu einem schwachen Lumineszenzglühen zusammen mit dem Zischen, das von der Freisetzung von Ozon begleitet wird.

Dieses Phänomen der elektrischen Entladung, die in Hochspannungsübertragungsleitungen auftritt, ist als bekannt der Corona-Effekt. Wenn die Spannung über den Leitungen weiter steigt, werden das Glühen und das Zischen immer intensiver, was zu einem hohen Leistungsverlust in das System führt.

Faktoren, die den Corona-Verlust beeinflussen

Die Netzspannung des Leiters ist die HauptspannungBestimmungsfaktor für die Koronaentladung in Übertragungsleitungen. Bei niedrigen Spannungswerten (weniger als die kritische Unterbrechungsspannung) ist die Belastung der Luft nicht hoch genug, um einen dielektrischen Durchbruch zu verursachen - und daher tritt keine elektrische Entladung auf.

Mit zunehmender Spannung wird der Corona-Effekt in aDie Übertragungsleitung tritt aufgrund der Ionisierung der Umgebungsluft in der Umgebung der Leiter auf. Sie wird hauptsächlich durch die Bedingungen des Kabels sowie den physikalischen Zustand der Atmosphäre beeinflusst. Die Hauptfaktoren, die die Koronaentladung beeinflussen, sind:

  • Atmosphärische Bedingungen
  • Zustand der Leiter
  • Abstand zwischen den Leitern

Lassen Sie uns diese Faktoren genauer betrachten:

Atmosphärische Bedingungen

Wir haben bewiesen, dass der Spannungsgradient fürDer dielektrische Durchschlag von Luft ist direkt proportional zur Luftdichte. Daher ist an einem stürmischen Tag aufgrund eines kontinuierlichen Luftstroms die Anzahl der vorhandenen Ionen um den Leiter viel größer als normal, und daher besteht an einem solchen Tag die Wahrscheinlichkeit, dass elektrische Entladungen in den Übertragungsleitungen auftreten, im Vergleich zu einem Tag mit ziemlich guten Bedingungen klares Wetter. Das System muss unter Berücksichtigung dieser extremen Situationen ausgelegt werden.

Zustand der Leiter

Dieses besondere Phänomen hängt stark von der abLeiter und ihre körperliche Verfassung. Es hat eine umgekehrte Proportionalitätsbeziehung mit dem Durchmesser der Leiter. d.h. mit der Zunahme des Durchmessers verringert sich die Wirkung der Corona auf das Antriebssystem beträchtlich. Das Vorhandensein von Schmutz oder Unebenheiten des Leiters verringert auch die kritische Durchbruchsspannung, wodurch die Leiter für Korona-Verluste anfälliger werden. Daher ist dieser Faktor in den meisten Städten und Industriegebieten mit hoher Umweltverschmutzung von vernünftiger Bedeutung, um den negativen Auswirkungen des Systems entgegenzuwirken.

Abstand zwischen den Leitern

Wie bereits erwähnt, damit im Corona Corona vorkommtDer Abstand zwischen den Leitungen sollte effektiv viel größer sein als der Durchmesser, aber wenn die Länge über eine bestimmte Grenze hinaus steigt, nimmt die dielektrische Belastung der Luft ab und folglich verringert sich auch die Wirkung der Corona. Wenn der Abstand zu groß gemacht wird, tritt möglicherweise keine Korona für diesen Bereich der Übertragungsleitung auf.

Corona-Entladung reduzieren

Eine Koronaentladung führt immer zu einem Leistungsverlust. Energie geht in Form von Licht, Schall, Wärme und chemischen Reaktionen verloren. Obwohl diese Verluste individuell klein sind, können sie mit der Zeit in Hochspannungsnetzen zu erheblichen Leistungsverlusten führen.

Corona-Entladung kann reduziert werden durch:

  • Erhöhung der Leitergröße: Ein größerer Leiterdurchmesser führt zu einer geringeren Koronaentladung.
  • Abstand zwischen den Leitern vergrößern: Ein zunehmender Leiterabstand verringert die Koronaentladung.
  • Verwenden von gebündelten Leitern: Gebündelte Leiter erhöhen den effektiven Durchmesser des Leiters, was zu einer geringeren Koronaentladung führt.
  • Corona-Ringe verwenden: Das elektrische Feld ist dort stärker, wo einescharfe Leiterkrümmung. Aus diesem Grund tritt die Koronaentladung zuerst an den scharfen Punkten, Kanten und Ecken auf. Coronaringe reduzieren den Coronaeffekt, indem die Leiter "abgerundet" werden (d. H., Sie werden weniger scharf). Sie werden an den Klemmen von Hochspannungsgeräten (z. B. an Durchführungen von Hochspannungstransformatoren) eingesetzt. Ein Koronaring ist elektrisch mit dem Hochspannungsleiter verbunden und umgibt die Punkte, an denen am wahrscheinlichsten eine Koronaentladung auftritt. Dieses Einkreisen verringert die Schärfe der Oberfläche des Leiters erheblich - die Ladung wird über einen größeren Bereich verteilt. Dies reduziert wiederum die Koronaentladung.
Bemerkungen
Einen Kommentar hinzufügen