Как эффект короны может повлиять на воздушные линии электропередачи

Как мы уже обсуждали в наших предыдущих статьях о линиях электропередачи, то, как электроэнергия передается по проводникам линии электропередачи от генератора к потребителю. При передаче электроэнергии пользователям проводники демонстрируют некоторые визуальные и звуковые эффекты. В результате на линиях электропередачи происходит потеря мощности, известная как эффект короны.

Что такое коронный эффект/разряд в линиях электропередачи?

"Явление фиолетового свечения, шипящего шума и выделения озона в воздушной линии электропередачи называется коронным разрядом"

Когда переменная разность потенциалов прикладывается к двухпроводным линиям электропередачи, расстояние между которыми больше по сравнению с их диаметром поперечного сечения. При низком напряжении воздух вокруг проводов не изменяется. Но когда разность потенциалов превышает определенное значение, называемое критическим разрушающим напряжением, проводники окружаются слабым фиолетовым свечением, называемым короной. Этот эффект может сопровождаться шипящим звуком, фиолетовым свечением, радиопомехами и образованием озона.

Чем выше напряжение, тем выше и больше светящаяся оболочка вокруг проводников, звук и потери мощности. А если разность потенциалов превышает значение пробоя, то между проводниками произошло перекрытие и прогорела воздушная изоляция. Если проводники гладкие и полированные, то вокруг проводников появится равномерное свечение, а на полированных проводниках шероховатые места будут выглядеть ярче. При постоянном напряжении корона другая. Положительный провод имеет равномерное свечение вокруг, тогда как вокруг отрицательного провода наблюдается пятнистое свечение.

Теория образования короны:

           В воздухе всегда присутствует некоторая ионизация из-за космических, ультрафиолетовых лучей и радиоактивности. Таким образом, в нормальных условиях воздух содержит некоторое количество свободных электронов, отрицательных ионов и нейтральных молекул. Но когда разность потенциалов между проводниками превышает определенное значение, на поверхности проводника создается градиент потенциала. Когда градиент потенциала достигает 30 кВ/см, этого достаточно, чтобы свободный электрон ударился о нейтральную молекулу с достаточной силой, чтобы испустить электрон. Этот процесс происходит в других молекулах, которые испускают больше свободных электронов. Этот процесс является кумулятивным, поэтому большое количество электронов выпрыгнуло в воздух, окружающий проводники, теперь воздух ионизируется и между проводниками возникает искра. Теперь эффект короны можно разделить на две части:звуковую и визуальную.

1. Критическое разрушающее напряжение : Это минимальное напряжение фазы-нейтрали, при котором возникает коронный разряд. рассмотрим два проводника радиусом r и расстоянием между ними d. если к V приложено напряжение, то градиент потенциала на поверхности проводников равен,

   g =[V/ r loge (d/r)] вольт/см 

2. Визуальное критическое напряжение: Это минимальное напряжение фазной нейтрали, при котором вокруг всех проводников появляется свечение. Было замечено, что в случае параллельных проводников свечение короны начинается не при пробивном напряжении Vc, а при более высоком напряжении Vv, называемом визуальным критическим напряжением. Эффективное значение видимого критического напряжения фазной нейтрали определяется по следующей формуле:
   

Факторы, влияющие на коронавирус

На явление короны может влиять физическое состояние атмосферы, а также состояние линии. Ниже приведены факторы, от которых зависит корона.

1. Атмосфера :Поскольку корона образуется из-за ионизации воздуха, окружающего проводники, поэтому на корону влияет физическое состояние атмосферы. В ненастную погоду количество ионов больше нормы, поэтому корона может возникать при гораздо меньшем напряжении по сравнению с ясной погодой.

2. Размер и форма проводника :На корону также могут влиять физическая форма и размер проводника. Если поверхность проводника неровная, то это приведет к возникновению короны по сравнению с твердым проводником. Потому что неровность проводника дает больше шансов на корону, чем проводник с гладкой поверхностью.

3. Расстояние между проводниками ч/б :Расстояние между проводниками линии передачи должно быть больше, чем диаметр проводников, потому что, если расстояние между проводниками меньше / меньше, воздух, окружающий проводники, может быть ионизирован при низком напряжении.

4. Напряжение в сети :Напряжение в сети сильно влияет на корону. Если напряжение в сети низкое, то в окружающем воздухе не будет изменений и, следовательно, не будет образовываться коронный разряд. Однако, если напряжение в сети превышает определенное значение, на поверхности проводников возникают электростатические напряжения, которые ионизируют воздух и образуются коронные разряды.

Методы уменьшения эффекта короны

Было замечено, что интенсивные коронные эффекты наблюдаются при рабочем напряжении 33 кВ и выше; поэтому при проектировании линий электропередачи и подстанций следует проявлять осторожность, чтобы избежать такого огромного и разрушительного воздействия короны. Ниже приведены методы снижения воздействия коронного разряда.

1. Увеличивая размер проводника :За счет увеличения размера проводника напряжение, при котором возникает коронный разряд, повышается, и, следовательно, эффекты коронного разряда значительно уменьшаются.

2. Увеличив расстояние между проводниками :За счет увеличения расстояния между проводниками линий электропередачи можно значительно уменьшить коронный эффект. Мы должны увеличить пространство ч/б проводников из пространства, на котором происходит коронирование. Увеличение пространства позволяет разместить больше частиц между проводниками.

Достоинства и недостатки эффекта короны

Corona имеет множество преимуществ и недостатков. При правильном проектировании ВЛ наиболее важными считаются следующие достоинства и недостатки.

Достоинства

1. Из-за короны пространство ч/б проводников ионизируется и становится токопроводящим путем, поэтому виртуальный диаметр проводника увеличивается.
2. Corona снижает влияние переходных процессов, вызванных скачками напряжения.

Недостатки

1. Коронавирус сопровождается потерей энергии. Это влияет на эффективность линий передачи.
2. Озон также образуется в короне и может вызывать коррозию.
3. Ток, потребляемый линией из-за коронного разряда, несинусоидальный, поэтому в линии происходит несинусоидальное падение напряжения.