¿Cómo ayuda el anillo de corona a la descarga de corona?

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La descarga de corona es un flujo de corriente desde el electrodo al aire exterior. La descarga de corona ocurre (entre otras) en líneas de alta tensión.

Una forma de reducir la descarga de corona en este caso es usar los llamados anillos de corona: es solo un anillo hecho de una barra de metal gruesa que se coloca ortogonal al cable para que el cable pase a través del anillo. El anillo está montado en el poste de la línea de alimentación y conectado a tierra.

¿Cómo ayuda esto? Yo esperaría que, en lugar de un flujo de corriente "cable a aire", comience un flujo de corriente "cable a anillo" y que sea igual. ¿Por qué el uso del anillo de corona suprime la descarga de corona?

    
pregunta sharptooth

5 respuestas

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La respuesta de Russell es buena. Para aclarar el funcionamiento de la corona:

Cuando el campo eléctrico en un punto en el aire es lo suficientemente fuerte, algunos electrones se eliminan de los átomos y el aire se convierte en un plasma conductor en lugar de un aislante. Cuando un objeto está a un alto voltaje y tiene una pequeña curvatura (alambre, puntos afilados), el campo en la región que lo rodea puede tener una intensidad de campo suficientemente alta para que esto suceda, formando una capa conductora de aire, que es entonces Rodeado de aire aislante normal. Si la resistencia alrededor de esta capa conductora también es lo suficientemente alta (si la región conductora es puntiaguda), la capa conductora puede aumentar y aumentar su tamaño (generalmente en una dirección) hasta que forma una ruta conductora completa hacia otro objeto, y luego una enorme los flujos actuales en forma de un arco .

Incluso si la forma del campo es tal que no puede formar un arco, aún puede formar una descarga corona . Esto ocurre cuando una capa conductora de plasma deja de expandirse y simplemente se sienta allí alrededor del cable, y los iones en la capa de plasma se repelen en aire neutral, donde se desplazan lentamente hasta que se descargan en otro objeto. Esto sigue siendo un flujo de corriente, mucho más pequeño que un arco.

El anillo de corona cambia la forma del campo eléctrico, extendiéndolo en un sentido, de modo que ya no es lo suficientemente fuerte en ningún punto para ionizar el aire.

    
respondido por el endolith
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Resumen:

  • La función del anillo de corona es distribuir el gradiente del campo eléctrico y bajar sus valores máximos por debajo del umbral de corona, evitando la descarga de la corona. *

  • Consulte la "referencia excelente" a continuación para obtener una explicación extremadamente buena de los aspectos teóricos y prácticos.

Un anillo de corona es un anillo conductor montado en el extremo o radialmente fuera del extremo de un aislador en un sistema de voltaje extra alto, (típicamente 200 kV +)

La función del anillo de corona es eliminar o reducir la ionización del aire con la descarga de corona asociada. La descarga de corona daña los aisladores y puede producir productos de descomposición que pueden causar fallas catastróficas en el aislamiento.

Un anillo de corona funciona al modificar la forma de la intensidad del campo eléctrico, de modo que se reduce la tasa de cambio de campo en el caso más desfavorable en el aislador, lo que reduce el potencial máximo a través del aire circundante a un voltaje de ruptura de aproximadamente 10 kV por Pulgada (aire seco, frecuencias de red).

Una función secundaria útil es reformular la distribución del campo eléctrico a través de una pila de aisladores para que la caída potencial por aislador sea más uniforme, lo que reduce las tensiones de ruptura en el aislador con la mayor caída de voltaje. Una pila de aisladores simétricos utilizados para el aislamiento de EHV tendrá mucha más caída de voltaje a través de los aisladores en el extremo "caliente" de la pila. Las diferencias de más de 10: 1 pueden ocurrir en cadenas largas de aisladores, y en algunos casos más de la mitad de la caída total de EHV se produce en los primeros 3 o 4 aisladores. La remodelación del campo por un anillo de corona puede reducir este desequilibrio de manera útil, pero una parte desproporcionadamente grande del voltaje total todavía puede ser transportada por los primeros aisladores.

Los anillos de corona se pueden ver en cualquiera de los extremos de los aisladores en la foto a continuación.

Laimagendearribasetomadeesta excelente discusión de los efectos de corona reales y el tratamiento * Su resumen del uso de anillos de corona es tan breve que lo utilicé para mi resumen al comienzo de esta respuesta. (Solo encontré este artículo después de escribir la versión más larga arriba ;-). ) Señalan: la función del anillo de corona es distribuir el gradiente del campo eléctrico y bajar sus valores máximos por debajo del umbral de la corona, evitando la descarga de la corona.

Wikipedia señala que En los sistemas de potencia, por ejemplo, los anillos de corona de 220 kV pueden ajustarse de inmediato. de aisladores y a ambos extremos a 500 kV +.

Magnífica referencia : aquí hay un documento extremadamente bueno sobre la reducción de corona y la funcionalidad del anillo de corona - EFECTOS DEL DISEÑO DE ANILLO DE CORONA EN EL CAMPO ELÉCTRICO INTENSIDAD Y DISTRIBUCIÓN POTENCIAL A LO LARGO DE UNA CUERDA DEL AISLADOR

Este artículo de 2010 señala la ocurrencia de daños en la corona y falla del aislador a voltajes más bajos que los observados tradicionalmente, aparentemente debido al uso de nuevos aisladores de polímero. Se han reportado fallas y / o daños en líneas tan bajas como 115 kV en algunas configuraciones, en comparación con las expectativas de no necesitar protección de anillo corona por debajo de los 161 kV en el pasado. Anillos de corona: ¿Se necesitan? - El modelado predice los niveles de corona según la configuración, el hardware y el voltaje de línea.

Debate grupal breve pero útil aquí

El EPRI (Instituto de investigación de energía eléctrica) publica artículos sobre una variedad de asuntos relacionados con el poder. Éstos son algunos de sus referencias sobre el uso de anillos de corona

Ilustración de distribuciones de campo eléctrico con y sin anillo de corona en una cadena de aislador múltiple. Consulte el documento "excelente referencia" más arriba para una discusión.

Ejemplosextremos:

Desde

    
respondido por el Russell McMahon
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Se trata de la densidad de carga: el anillo aumenta el área de la superficie y el radio de curvatura, reduciendo la densidad de carga por debajo de la que causaría una corona significativa de elementos como bordes afilados en las juntas, etc.     

respondido por el mikeselectricstuff
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¿El anillo está montado en el poste de la línea de alimentación y conectado a tierra ?

La mayoría de los anillos de corona no están conectados a tierra.

Algunas pilas de aisladores solo tienen un anillo de corona, siempre está en el extremo de la línea.

El anillo de corona en el extremo de la línea de los aisladores está conectado a la línea de alimentación. Ese anillo de corona está a la misma alta tensión que la línea de alimentación. (Ese anillo de corona no está conectado a tierra).

Ocasionalmente hay un segundo anillo de corona en el extremo de tierra de la pila. El anillo de corona en el extremo de tierra de la pila es el único anillo de corona que está conectado a tierra.

¿Cómo ayuda esto? Yo esperaría que, en lugar de un flujo de corriente "cable a aire", comience un flujo de corriente "cable a anillo" y que sea igual. ¿Por qué el uso del anillo de corona suprime la descarga de corona?

Tiene razón: si, hipotéticamente, todos los anillos estuvieran conectados a tierra, entonces el flujo de corriente de cable a anillo sería tan malo y probablemente peor que el flujo de corriente de cable a aire (corona) sin los anillos .

    
respondido por el davidcary
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El campo eléctrico circulará en el anillo en lugar de la superficie del aislador, por lo que se reduce la descarga de corona.

    
respondido por el kalimurugan

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