Como o efeito Corona pode influenciar as linhas de transmissão aéreas

Como discutimos em nossos artigos anteriores sobre as linhas de transmissão que como a energia elétrica é transmitida através dos condutores da linha de transmissão da casa geradora para as instalações do consumidor. Ao transmitir energia elétrica aos usuários, os condutores mostram alguns efeitos visuais e sonoros. Como resultado, ocorre uma perda de energia nas linhas de transmissão, o que é conhecido como efeito Corona.

O que é Efeito Corona / Descarga em Linhas de Transmissão?

“O fenômeno de brilho violeta, ruído sibilante e produção de gás ozônio em uma linha de transmissão aérea é chamado de corona”

Quando uma diferença de potencial alternada é aplicada em linhas de transmissão de dois condutores cujo espaçamento é maior em relação ao diâmetro da seção transversal. Não há nenhuma mudança aparece no ar ao redor dos fios se a tensão for baixa. Mas quando a diferença de potencial excede um certo valor chamado tensão disruptiva crítica, os condutores são cercados por um fraco brilho violeta chamado corona. Este efeito pode ser acompanhado pelo som sibilante, brilho violeta, interferência de rádio e produção de ozônio.

Quanto maior a tensão, maior e maior o envelope luminoso produzido ao redor dos condutores, som e perda de potência. E se a diferença de potencial exceder o valor de ruptura, ocorreu um flashover entre os condutores e queima o isolamento de ar. Se os condutores forem lisos e polidos, um brilho uniforme aparecerá ao redor dos condutores, enquanto os pontos ásperos aparecerão mais brilhantes nos condutores polidos. Com tensão DC corona é diferente. O fio positivo tem um brilho uniforme ao redor, enquanto um brilho irregular é observado ao redor do fio negativo.

Teoria da formação da coroa:

           Alguma ionização está sempre presente no ar devido a raios cósmicos, ultravioleta e radioatividade. Assim, sob condições normais, o ar contém alguns elétrons livres, íons negativos e moléculas neutras. Mas quando a diferença de potencial entre os condutores excede um certo valor, um gradiente de potencial é estabelecido na superfície do condutor. Quando o gradiente de potencial atinge até 30kv/cm, o que é suficiente para o elétron livre atingir uma molécula neutra com força suficiente para emitir um elétron. Esse processo ocorre em outras moléculas que emitem mais elétrons livres. Este processo é cumulativo e é por isso que muitos elétrons saltaram para o ar ao redor dos condutores, o ar agora está ionizado e a faísca ocorre entre os condutores. Agora o efeito corona pode ser dividido em duas partes, uma é o som e outra é a parte visual.

1. Tensão disruptiva crítica : É a tensão mínima de fase neutra na qual a corona ocorre. considere dois condutores de raios r e espaço b/w eles é d. se V aplicou tensão, então o gradiente de potencial na superfície dos condutores é,
   g =[V/r loge (d/r)] volts/cm 
   
   
2. Tensão crítica visual: É a tensão mínima de fase neutra na qual um brilho aparece ao longo de todos os condutores. Foi visto que, no caso de condutores paralelos, o brilho corona não começa na tensão disruptiva Vc, mas em uma tensão mais alta, Vv chamada tensão crítica visual. O valor efetivo do neutro de fase da tensão crítica visual é dado pela seguinte fórmula,
   

Fatores que afetam a coroa

O fenômeno da coroa pode ser afetado pelo estado físico da atmosfera, bem como pela condição da linha. A seguir estão os fatores dos quais a corona depende.

1. Atmosfera :Como a coroa se formou devido à ionização do ar ao redor dos condutores, a coroa é afetada pelo estado físico da atmosfera. Em clima de tempestade, o número de íons é maior do que o normal, de modo que a coroa pode ocorrer com muito menos tensão em comparação com o clima bom.
   
2. Tamanho e forma do condutor :A corona também pode ser afetada pela forma física e pelo tamanho do condutor. Se a superfície do condutor for irregular, dará origem à corona em comparação com o condutor sólido. Porque a irregularidade do condutor produz mais chances de corona do que um condutor de superfície lisa.
   
3. Espaçamento entre os condutores :O espaçamento entre os condutores da linha de transmissão deve ser maior que o diâmetro dos condutores, pois se o espaçamento b/w dos condutores for menor o ar ao redor dos condutores pode ser ionizado em baixa tensão.
   
4. Tensão da linha :A tensão da linha afeta muito a corona. Se a tensão da linha for baixa, não haverá mudança no ar ao redor e, portanto, nenhuma coroa será formada. No entanto, se a tensão da linha exceder um certo valor, as tensões eletrostáticas desenvolvidas na superfície dos condutores que ionizaram o ar e a coroa são formadas.
   

Métodos de Redução do Efeito Corona

Foi observado que efeitos corona intensos são vistos em tensão de trabalho de 33kv ou acima; portanto, deve-se tomar cuidado ao projetar as linhas de transmissão e subestações para evitar esse tipo de efeitos enormes e destrutivos de uma coroa. A seguir estão os métodos para reduzir os efeitos da descarga corona.

1. Ao aumentar o tamanho do condutor :Ao aumentar o tamanho do condutor, a tensão na qual ocorre a corona é aumentada e, portanto, os efeitos da corona são consideravelmente reduzidos.
   
2. Ao aumentar o espaçamento dos condutores :Ao aumentar o espaço entre os condutores das linhas de transmissão pode-se reduzir consideravelmente o efeito corona. Devemos aumentar o espaço dos condutores b/w do espaço em que a corona ocorre. O aumento do espaço acomoda mais partículas em relação aos condutores.

Méritos e deméritos do efeito corona

Corona tem muitas vantagens e desvantagens. No projeto correto de uma linha aérea de alta tensão, os seguintes méritos e deméritos são considerados os mais importantes.

Méritos

1. Devido à corona, o espaço b/w condutores é ionizado e se torna um caminho condutor, então o diâmetro virtual do condutor é aumentado.
2. O Corona reduz os efeitos de transientes produzidos por surtos.

Deméritos

1. O corona é acompanhado por uma perda de energia. Isso afeta a eficiência das linhas de transmissão.
2. O ozônio também é produzido na coroa e pode causar corrosão.
3. A corrente desenhada pela linha devido à corona não é senoidal e, portanto, ocorre queda de tensão não senoidal na linha.