Efecto Corona: definición, causas y prevención
El efecto corona, el arc flash y el tracking son tres de las fallas más catastróficas que pueden ocurrir en un sistema eléctrico. A continuación, definimos el efecto, causas y la forma de actuar ante el primero:
Efecto Corona: Definición
Una transmisión de energía eléctrica lidia prácticamente con toda la carga de la transferencia de esta, desde estaciones situadas a muchos kilómetros de distancia de los centros de consumo principales o de las ciudades. Por esta razón, los cables de transmisión de larga distancia son necesarios para una transferencia efectiva de energía, lo que resulta en grandes pérdidas para el sistema. Minimizarlas ha sido siempre un gran reto para los ingenieros, quienes deben entender muy bien su tipo y naturaleza. El efecto corona en un sistema de energía tiene un rol predominante en la reducción de eficiencia en las EHV (líneas de Alto Voltaje Extra).
¿Por qué ocurre el efecto corona?
Para que ocurra el efecto corona deben conjugarse dos factores:
- La diferencia alterna de potencial eléctrico debe ser suministrada a través de la línea.
- El espacio de los conductores debe ser más grande comparado con el diámetro de la línea.
Cuando una corriente alterna corre a través de dos conductores de la línea de transmisión, cuyo espaciado es más grande que sus diámetros, el aire que los rodea es sometido a un estrés dieléctrico. En niveles bajos del suministro del voltaje final, nada ocurre, pues el estrés es muy poco como para ionizar el aire afuera. Pero cuando la diferencia de potencial aumenta más allá del umbral de 30 kV, conocido como voltaje crítico disruptivo, la fuerza del campo se incrementa y el aire afuera es sometido a un gran estrés que resulta suficiente para ser disociado en iones que son conducidos por la atmósfera. Esto provoca una descarga eléctrica alrededor de los conductores debido a la presencia de estos iones, mismos que también generan un resplandor luminiscente acompañado de ruidos y liberación de ozono.
El fenómeno de una descarga eléctrica ocurrida en la línea de transmisión debido a los altos niveles de voltaje se conoce como efecto corona en un sistema de energía. Si el voltaje aumenta, el resplandor se hace más brillante y el ruido más intenso, lo que da como resultado una gran pérdida de energía.
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Causas del efecto corona
El voltaje de la línea del conductor es el factor determinante para el efecto corona en las líneas de transmisión. Debido a que este ocurre por la ionización del aire alrededor de los cables, la condición de estos tiene mucho que ver con su generación, así como el estado de la atmósfera. A continuación, un listado con las causas:
Condiciones atmosféricas
La caída del voltaje de la falla dieléctrica del aire es directamente proporcional a la densidad de este último. Por eso, durante un día lluvioso, debido al constante flujo de aire, el número de iones presentes alrededor del conductor es mayor al normal, por lo que una descarga eléctrica es más probable en las líneas de transmisión. El sistema tiene que ser diseñado tomando en cuenta estas situaciones extremas.
Condiciones de los cables
Este fenómeno depende en gran medida de la condición física de los conductores. Tiene una proporcionalidad inversa con su diámetro. Si este es mayor, la probabilidad del efecto corona en un sistema se reduce considerablemente. De igual manera, la presencia de tierra o asperezas en los conductores reduce el voltaje crítico disruptivo, haciendo los conductores más propensos a pérdidas.
Espacio entre los conductores
Para que ocurra el efecto corona, el espacio entre las líneas debe ser más grande que su diámetro, pero si su longitud excede cierto límite, el estrés dieléctrico en el aire se reduce, así como el efecto corona. Si el espacio es muy grande, este podría no generarse del todo.
¿Cómo minimizar el efecto corona?
El efecto reduce la eficiencia de las líneas de transmisión, de ahí la importancia de minimizar su impacto. Los siguientes factores deben tomarse en cuenta para poder controlarlo:
Diámetro del conductor
Para reducir las pérdidas generadas por el efecto corona, el método de incrementar el diámetro del conductor resulta muy efectivo. Esto puede hacerse usando conductores huecos y con núcleo de acero.
El voltaje de la línea
El voltaje de las líneas de transmisión se fija por consideraciones económicas. Para aumentar el voltaje crítico disruptivo, el espaciado entre los conductores también tiene que incrementarse, aunque este procedimiento tiene algunas limitaciones.
Espacio entre los conductores
Si se aumenta el espacio entre los conductores, las caídas de voltaje entre ellos también incrementarán debido al ascenso de la reactancia inductiva.
Fuentes: Circuit Globe
Electrical4U
