خطوط انتقال و توزیع, مقالات
اثرکرونا
خرداد
اثرکرونا
تعریف : پدیده یونیزه شدن هوای اطراف در اطراف هادی که در اثر آن درخشش نورانی همراه با صدای خش خش بالا می‌آید، به عنوان اثر کرونا شناخته‌می‌شود.
هوا به عنوان یک محیط دی الکتریک بین خطوط انتقال عمل می‌کند. به عبارت دیگر عایق بین هادی‌های حامل جریان می‌باشد.اگر ولتاژ القای هادی دارای ماهیت متناوب باشد، جریان شارژ میان هادی‌ها جریان می یابد. و این هادی شارژ باعث افزایش ولتاژ خط انتقال میگردد.شدت میدان الکتریکی نیز به دلیل جریان شارژ افزایش می‌یابد.اگر شدت میدان الکتریکی کمتر از 30 کیلو ولت باشد، جریان القای مابین هادی نادیده گرفته‌می‌شود.اما اگر ولتاژ از 30 کیلو ولت بیشتر شود ، هوای بین هادی ها شارژ میشود و آنها شروع به هدایت می‌کنند.جرقه بین هادی ها اتفاق می‌افتد تا زمانی که خواص عایق هادی‌ها از‌بین بروند.
اثر کرونا بیشتر در نوک تیز عایق‌ها اتفاق می‌افتد.
تشکیل کرونا:
هوا عایق کاملی نیست و حتی در شرایط عادی، هوا حاوی تعداد زیادی الکترون و یون آزاد می‌باشد.هنگامی که شدت میدان الکتریکی میان رساناها ایجاد میشود، این یون‌ها و الکترون‌های آزاد به آنها فشار وارد می‌کنند.در نتیجه این اثر، یون ها و الکترون های آزاد شتاب گرفته و در جهت مخالف حرکت می‌کنند.ذرات باردار در طول حرکت خود با یکدیگر و همچنین با مولکول های بدون بار بسیار آهسته در حال حرکت برخورد می‌کنند.
بنابراین، تعداد ذرات باردار به سرعت در حال افزایش است. این باعث افزایش هدایت هوای میان هادی‌ها شده، و خرابی رخ می‌دهد.بنابراین، قوس دربین هادی‌ها ایجاد میشود.
عوامل موثر بر کرونا
عوامل موثر بر کرونا عبارتند از:
1- اثر ولتاژ تغذیه – اگر ولتاژ تغذیه بالا باشد تلفات‌کرونا در خطوط بیشتر میشود. در خطوط انتقال ولتاژ پایین، به دلیل میدان الکتریکی ناکافی برای حفظ یونیزاسیون، کرونا ناچیز می‌باشد.
2- وضعیت سطح هادی – اگر هادی صاف باشد، میدان الکتریکی در مقایسه با سطح ناهموار یکنواخت‌تر خواهد‌بود.ناهمواری هادی ناشی از رسوب کثیفی، گرد و غبار و خراش و غیره است. بنابراین خط ناهموار باعث کاهش تلفات کرونا در خطوط انتقال میگردد.
انواع بلبرینگ و نحوه ی انتخاب بلبرینگ مناسب
3- ضریب چگالی هوا – تلفات کرونا با ضریب چگالی هوا نسبت معکوس دارد، یعنی تلفات‌کرونا با کاهش چگالی هوا افزایش می‌یابد.خطوط انتقالی که از یک منطقه تپه ای عبور می‌کنند ممکن‌است تلفات کرونای بیشتری نسبت به خطوط انتقال مشابه در دشت داشته باشند زیرا در مناطق تپه ای چگالی هوا کم است.
4- اثر ولتاژ سیستم – شدت میدان الکتریکی در فضای اطراف هادی‌ها به اختلاف پتانسیل هادی‌ها بستگی دارد.اگر اختلاف پتانسیل زیاد باشد، شدت میدان الکتریکی نیز بسیار زیاد‌است و بنابراین تاج نیز زیاد‌است. تلفات کرونا با افزایش ولتاژ افزایش می‌یابد.
5- فاصله بین هادی‌ها – اگر فاصله مابین دو هادی در مقایسه با قطر رسانا بسیار بیشتر باشد، از دست دادن کرونا در هادی رخ‌می‌دهد.اگر فاصله آنها از حد معینی بیشتر شود، محیط دی الکتریک آنها کاهش یافته، و در نتیجه تلفات کرونا نیز کاهش می‌یابد.
مضرات ترشحات کرونا:
اثرات نامطلوب کرونا عبارتند از:
- 1- درخشش در سراسر هادی ظاهر میگردد که نشان می‌دهد افت توان روی آن رخ‌می‌دهد.
- 2- نویز صوتی به دلیل اثر تاج رخ می‌دهد که باعث از دست دادن توان در هادی‌می‌شود.
- 3- ارتعاش هادی به دلیل اثر کرونا رخ می‌دهد.
- 4- اثر کرونا ازن تولید می‌کند که به دلیل آن هادی خورنده میگردد.
- 5- اثر کرونا سیگنال غیر سینوسی تولید می‌کند بنابراین افت ولتاژ غیر سینوسی در خط رخ می‌دهد.
- 6- تلفات برق کرونا باعث کاهش کارایی خط میگردد.
- 7- تداخل رادیویی و تلویزیونی در خط به دلیل اثر کرونا اتفاق می‌افتد.
به حداقل رساندن کرونا:
کرونا بازده خطوط انتقال را کاهش می‌دهد. بنابراین لازم است که کرونا را به حداقل برسانیم . عوامل زیر را می‌توان برای کنترل‌کرونا در نظر گرفت:
1- قطر هادی – برای کاهش تلفات‌کرونا، روش افزایش قطر هادی بسیار موثر می‌باشد.قطر هادی‌ها را می‌توان با استفاده از هادی‌های توخالی و با استفاده از هادی‌های آلومینیومی با هسته فولادی (ACSR) افزایش داد.
2- ولتاژ خط – ولتاژ خطوط انتقال با ملاحظات اقتصادی ثابت میشود. برای افزایش ولتاژ مختل، فاصله هادی‌ها باید افزایش یابد، اما این روش محدودیت‌هایی دارد.
3- فاصله بین هادی‌ها – اگر فضای مابین هادی‌ها افزایش یابد، افت ولتاژ میان آنها نیز به دلیل افزایش راکتانس القایی افزایش می‌یابد.
نکات مهم:
- ولتاژ مخرب حداقل ولتاژی است که در آن تجزیه هوا اتفاق می‌افتد و‌کرونا شروع میگردد.
- ولتاژ بحرانی دیداری حداقل ولتاژی است که تاج مرئی در آن شروع میشود.