Efecto Corona

Universidad Tecnológica Equinoccial, Ingeniería Electromecánica, Líneas de Transmisión y Subestaciones, Grupo #2, Integrantes: Balseca Wilson, Condoy Darwin, Mitte Damián, Ruiz Ruiz Cristian, junio 30 del 2011. Tarea

Tema: perdidas de energía eléctrica del año 2010 en empresas distribuidoras.

Efecto corona. Definición.

³Es una descarga, en ocasiones luminosa, debida a la ionización del gas que rodea a un conductor en el cual existe un gradiente de potencial superior a un determinado valor´. Como se ha dicho, el efecto corona se produce cuando el campo eléctrico (o gradiente de potencial) supera supera un cierto umbral. El umbral está dado por condiciones del aire como presión y humedad. En las líneas de transmisión, el campo eléctrico que se forma alrededor de los conductores tiene la forma como se muestra en la siguiente figura, donde se muestra una configuración de doble circuito con cable de guardia:

Si localmente el gradiente de potencial supera un umbral, umbral, ent onces se produce efecto corona. Las líneas eléctricas se diseñan para que el e fecto corona sea mínimo, puesto que también suponen una pérdida en su capacidad de transporte de energía; en su aparición e intensidad influyen los siguientes condicionantes: y

y

Tensión de la línea: cuanto mayor sea la tensión de funcionamiento de la línea, mayor será el gradiente eléctrico en la superficie de los cables y, por tanto, mayor el efecto corona. En realidad sólo se produce en líneas de tensión superior a 80 kV. La humedad relativa del aire: una mayor humedad, especialmente en caso de lluvia o niebla, incrementa de forma importante el efecto corona.

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El estado de la superficie del conductor: las rugosidades, irregularidades, defectos, impurezas adheridas, etc., incrementan el efecto corona. Número de subconductores: el efecto corona será menor cuanto más subconductores tenga cada fase de la línea.

Las variables antes expuestas, determinan un gradiente crítico. Luego, si el gradiente de potencial en la línea es mayor al crítico, se producirá efecto corona. En una primera etapa, el efecto corona es imperceptible al ojo humano, sin embargo se puede estar produciendo. El efecto corona provoca ruido acústico, calor, gas ozono, emisión de luz y vibraciones mecánicas. Todo esto conlleva un gasto de energía y, por lo tanto, una pérdida de energía eléctrica del sistema. Por lo tanto, es importante saber cómo predecir el efecto corona en los sistemas eléctricos. En las líneas aéreas, puede aparecer en los conductores, herrajes, amortiguadores, aisladores, y en general en cualquier punto donde se supere el gradiente de potencial mínimo . Los conductores de gran diámetro tienen gradientes más bajos de campo eléctrico en la superficie del conductor por lo que bajan el efecto corona en relación a conductores con menor diámetro

Tensión crítica disruptiva

Es la tensión a la que el campo en la superficie del conductor excede la rigidez dieléctrica del aire y comienza el efecto corona Existe también una tensión crítica visual, superior a la tensión crítica disruptiva, a partir de la cual el efecto corona se hace visible

Cálculo de la tensión disruptiva Fórmula de Peek

Donde Ud es la tensión crítica disruptiva (eficaz, tensión de línea) en kV md es el coeficiente de rugosidad del conductor: 1 para hilos de superficie lisa

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0,93 a 0,98 para hilos oxidados o rugosos 0,83 a 0,87 para conductores formados por hilos

mt es el coeficiente meteorológico 1 para tiempo seco 0,8 para tiempo húmedo

h/(273+)es el factor de corrección de la densidad del aire (1 a 76 cm y 25 ºC) h es la presión barométrica en cm de mercurio  es la temperatura del aire en grados centígrados H!

La presión barométrica h puede calcularse como:

Donde y es la altura sobre el nivel del mar en kilómetros. La temperatura del aire puede estimarse como :

 r a 21,1 kV/cm es la rigidez dieléctrica del aire r es el radio del conductor en cm d es la distancia media geométrica entre fases en cm =

 es un factor que recoge el efecto de la disposición de los conductores en haces (dúplex, tríplex, etc) Si hay un solo conductor por fase  1 El coeficiente se calcula como: =

Donde n es el número de haces de conductores por fase

S es la separación entre conductores en cm Pérdidas por efecto corona


Formas

de Evitar el Efecto Corona.

Para líneas de muy alta tensión (superior a los 220 kV), es económicamente imposible evitar el efecto corona en cualquier condición de operación. Las medidas que se pueden tomar para evitar el efecto corona en una línea de transmisión apuntan hacia disminuir el gradiente de potencial en la superficie de los conductores expuestos al aire. Una primera forma es aumentar el radio del conductor, obteniéndose una línea sobredimensionada en corriente. Por esta razón, esta medida es poco económica ya que se debe incurrir en un mayor gasto de conductor. Otra forma de evitar el efecto corona es utilizar conductores en haz, es decir, varios conductores por fase. De la fórmula del radio equivalente se ve que se puede aumentar el radio equivalente aumentando el número de conductores por fase. Esto es, en general, más económico que aumentar la sección del único conductor.

Curvas

Figura 3.5. Función de Peterson para cálculo de pérdidas por efecto corona con razón V/e d entre 0.6 y 2.4.


Figura 3.6. Función de Peterson para cálculo de pérdidas por efecto corona con razón V/e d entre 1 y 19. TIPOS DE DESCARGAS EN L OS CONDUCTO RES DE TRANSMISIÓ N PO R EFECTO CORONA

Hay dos tipos de descarga por corona: corona positiva y corona negativa. La diferencia visual se la puede ver en la figura 2.2. La polaridad de la descarga por corona es determinada por la muestra del voltaje aplicado al electrodo de corona. Zeleny describió la diferencia llamativa en aspecto visual entre la corona positiva y negativa. La corona positiva aparece como resplandor inmóvil, difuso sobre el extremo del punto, mientras que la corona negativa aparece cuando un conductor localizado origina un punto minúsculo en el extremo y se separa hacia fuera en el espacio. Para una geometría dada, el voltaje de inicio por corona y la interrupción eléctrica del gas ocurren en voltajes más altos para la corona negativa que para la positiva.


Figura 2.2. Diferencia visual entre la corona positiva y la corona negativa Figs. 1, 4, 7 muestran descargas de poca intensidad positivas de puntos en aire Figs. 2, 3, 5, 6, 8, 9 muestran descargas negativas (aumento x 6).

Bibliografía: y y

http://www.e-seia.cl/archivos/Anexo_N__5_Efecto_Corona.pdf http://www.google.com/url?sa t&source web&cd 3&sqi 2&ved 0CCkQ FjAC&url https%3A%2F%2Fwww.ucursos.cl%2Fingenieria%2F2008%2F1%2FEL67A%2F1%2Fmaterial_alu mnos%2Fobjeto%2F17850&rct j&q efecto%20corona% 20en%20lineas %20de%20transmision&ei kewMTqTQI7Sy0AHLlP2VDg&usg AFQjCN EWRxqWih15onSVB7LqfJ3p8ZToZg&cad rja http://bacterio.uc3m.es/docencia/profesores/herreros/itts/ficheros/Corona .pdf http://electrica.uc3m.es/pablole/downloads/efecto_corona.pdf =

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