Wie der Corona-Effekt die Freileitungen beeinflussen kann

Wie wir in unseren vorherigen Artikeln besprochen haben Über die Übertragungsleitungen, wie die elektrische Energie durch Übertragungsleitungsleiter vom Erzeugungshaus zu den Räumlichkeiten des Verbrauchers übertragen wird. Während der Übertragung von elektrischem Strom an die Benutzer zeigen die Leiter einige visuelle und akustische Effekte. Infolgedessen tritt auf den Übertragungsleitungen ein Leistungsverlust auf, der als Koronaeffekt bekannt ist.

Was ist Corona-Effekt / Entladung in Übertragungsleitungen?

„Das Phänomen des violetten Leuchtens, Zischens und der Produktion von Ozongas in einer Freileitung wird Korona genannt“

Wenn eine Wechselpotentialdifferenz über zweiadrige Übertragungsleitungen angelegt wird, deren Abstand größer ist als ihr Querschnittsdurchmesser. Es gibt keine Veränderung in der Luft, die die Drähte umgibt, wenn die Spannung niedrig ist. Wenn die Potentialdifferenz jedoch einen bestimmten Wert überschreitet, der als kritische Durchbruchspannung bezeichnet wird, werden die Leiter von einem schwachen violetten Leuchten umgeben, das Korona genannt wird. Dieser Effekt kann von Zischen, violettem Leuchten, Funkstörungen und Ozonbildung begleitet sein.

Je höher die Spannung, desto höher und größer die um die Leiter erzeugte Lichthülle, Schall- und Leistungsverlust. Und wenn die Potentialdifferenz den Durchschlagswert überschreitet, ist ein Überschlag zwischen den Leitern aufgetreten und die Luftisolierung brennt. Wenn die Leiter glatt und poliert sind, erscheint ein gleichmäßiges Leuchten um die Leiter herum, während die rauen Stellen auf polierten Leitern heller erscheinen. Bei Gleichspannung ist Korona anders. Der positive Draht hat ein gleichmäßiges Glühen, während ein fleckiges Glühen um den negativen Draht beobachtet wird.

Theorie der Koronaentstehung:

           Aufgrund von kosmischen, ultravioletten Strahlen und Radioaktivität ist immer eine gewisse Ionisierung in der Luft vorhanden. Unter normalen Bedingungen enthält die Luft also einige freie Elektronen, negative Ionen und neutrale Moleküle. Aber wenn die Potentialdifferenz zwischen den Leitern einen bestimmten Wert überschreitet, wird ein Potentialgradient auf der Oberfläche des Leiters aufgebaut. Wenn der Potentialgradient bis zu 30 kV/cm erreicht, reicht das aus, damit das freie Elektron mit genügend Kraft auf ein neutrales Molekül trifft, um ein Elektron zu emittieren. Dieser Prozess findet in anderen Molekülen statt, die mehr freie Elektronen emittieren. Dieser Prozess ist kumulativ, weshalb viele Elektronen in die die Leiter umgebende Luft gesprungen sind, die Luft nun ionisiert ist und der Funke zwischen den Leitern entsteht. Jetzt kann der Koronaeffekt in zwei Teile geteilt werden, der eine ist der Ton und der andere der visuelle Teil.

1. Kritische Durchbruchspannung : Es ist die minimale Phase-Neutral-Spannung, bei der eine Korona auftritt. Betrachten Sie zwei Leiter mit den Radien r und der Abstand zwischen ihnen ist d. Wenn V Spannung angelegt hat, dann ist der Potentialgradient an der Oberfläche der Leiter:

   g =[V/ r loge (d/r)] Volt/cm 

2. Visuelle kritische Spannung: Es ist die minimale Phase-Nullleiter-Spannung, bei der entlang der Leiter ein Glühen auftritt. Es hat sich gezeigt, dass bei parallelen Leitern das Koronaglühen nicht bei der Durchschlagsspannung Vc beginnt, sondern bei einer höheren Spannung Vv, die als visuelle kritische Spannung bezeichnet wird. Der phasenneutrale Effektivwert der visuellen kritischen Spannung wird durch die folgende Formel angegeben,
   

Corona-beeinflussende Faktoren

Das Koronaphänomen kann sowohl vom physikalischen Zustand der Atmosphäre als auch vom Zustand der Leitung beeinflusst werden. Im Folgenden sind die Faktoren aufgeführt, von denen Corona abhängt.

1. Atmosphäre :Da die Korona durch die Ionisation der die Leiter umgebenden Luft entsteht, wird die Korona durch den physikalischen Zustand der Atmosphäre beeinflusst. Bei stürmischem Wetter ist die Anzahl der Ionen größer als normal, sodass die Korona im Vergleich zu schönem Wetter bei viel geringerer Spannung auftreten kann.

2. Leitergröße und -form :Die Korona kann auch durch die physische Form und Größe des Leiters beeinflusst werden. Wenn die Oberfläche des Leiters unregelmäßig ist, führt dies im Vergleich zum massiven Leiter zu Korona. Weil die Unebenheit des Leiters mehr Möglichkeiten für Korona erzeugt als ein Leiter mit glatter Oberfläche.

3. Abstand s/w der Leiter :Der Abstand zwischen den Leitern der Übertragungsleitung muss größer sein als der Durchmesser der Leiter, denn wenn der Abstand zwischen den Leitern kleiner ist, kann die die Leiter umgebende Luft bei niedriger Spannung ionisiert werden.

4. Netzspannung :Die Netzspannung beeinflusst die Korona stark. Wenn die Netzspannung niedrig ist, ändert sich die Umgebungsluft nicht und daher wird keine Korona gebildet. Wenn jedoch die Leitungsspannung einen bestimmten Wert überschreitet, entwickeln sich an der Leiteroberfläche elektrostatische Spannungen, die die Luft ionisieren und eine Korona bilden.

Methoden zur Reduzierung des Corona-Effekts

Es wurde beobachtet, dass intensive Koronaeffekte bei einer Betriebsspannung von 33 kV oder darüber zu sehen sind; Daher sollte beim Entwurf der Übertragungsleitungen und Umspannwerke darauf geachtet werden, diese Art von enormen und zerstörerischen Auswirkungen einer Korona zu vermeiden. Im Folgenden sind die Methoden zur Verringerung der Auswirkungen der Koronaentladung aufgeführt.

1. Durch Erhöhen der Leitergröße :Durch Vergrößern des Leiters wird die Spannung, bei der Korona auftritt, erhöht und somit Koronaeffekte erheblich reduziert.

2. Durch Erhöhen des Leiterabstands :Durch die Vergrößerung des Abstands zwischen den Leitern von Übertragungsleitungen kann der Koronaeffekt erheblich reduziert werden. Wir sollten den Raum b/w-Leiter aus dem Raum vergrößern, in dem Korona auftritt. Größerer Raum nimmt mehr Partikel b/w die Leiter auf.

Vor- und Nachteile des Corona-Effekts

Corona hat viele Vor- und Nachteile. Bei der korrekten Auslegung einer Hochspannungsfreileitung gelten die folgenden Vor- und Nachteile als die wichtigsten.

Verdienste

1. Aufgrund der Korona wird der Raum b/w-Leiter ionisiert und zu einem leitenden Pfad, sodass der virtuelle Durchmesser des Leiters vergrößert wird.
2. Corona reduziert die Auswirkungen von Transienten, die durch Überspannungen erzeugt werden.

Fehler

1. Corona geht mit einem Energieverlust einher. Dies wirkt sich auf die Effizienz der Übertragungsleitungen aus.
2. Ozon wird auch in der Korona produziert und kann Korrosion verursachen.
3. Der Strom, der von der Leitung aufgrund der Korona gezogen wird, ist nicht sinusförmig, und daher tritt in der Leitung ein nicht sinusförmiger Spannungsabfall auf.