کرونا

کرونا

کرونا هاله ای نورانی است که در اطراف هادی های فشار قوی تشکیل می شود و می تواند به چند رنگ مختلف دیده شود(بنفش کم رنگ ،بنفش پرنگ،آبی و…)تشکیل کرونا در اطراف هادی ها و یا وسایل فشارقوی،متناظر با تلف نمودن مقداری انرژی است(زیرا پدیده کرونا همراه با نور وحرارت است) که معمولآ مقدارآن خیلی زیاد نیست.

کرونا درخطوط انتقال

اگرولتاژمتناوبی را بین دوهادی که بافاصله ای مشخص از یکدیگر قراردارند اعمال کنیم وولتاژ را به   تدریج افزایش دهیم، به حالتی می رسیم که روشنایی ضعیف بنفش رنگی در نزدیکی سطح هادی ها ظاهرمی شود.بروز این هاله بنفش رنگ در اطراف هادی ها همراه با صدای جرقه الکتریکی وتشکیل   گاز (3O) ناشی از یونیزه شدن هوای اطراف هادی ها ست که بوی آن قابل تشخیص است.

تشکیل هاله بنفش رنگ به این دلیل است که میدان غیریکنواخت بین دو هادی،روی سطح هادی ها خیلی قوی تراست واگر به حد میدان شکست هوابرسد،هوای اطراف سطح هادی یونیزه شده، و هادی می شود ویک جریان یونیزاسیون در فضای اطراف سطح هادی جاری می شود. این پدیده که کرونا نام دارد،همراه با تولید دود و حرارت بوده و مقداری تلفات ایجاد می کند که به تلفات کرونا معروف است.

عوامل موثر بر کرونا

عوامل موثر بر کرونا را به دو دسته کلی تقسیم می کنند:

1 – شرایط جوی :از عوامل موثر می توان به چگالی هوا،میزان رطوبت،باران،طوفان و بروز صاعقه های شدید اشاره کرد.

2 – شرایط هادی

الف – شعاع هادی

ب – نوع سطح هادی از نظر صیقلی بودن سطح

ج – گروهی بودن هادی ها

د – گرم شدن سطح هادی ها

تلفات کرونا:

دراطراف هادی ها اتلاف انرژی داریم. به منظور تامین انرژی مورد نیاز خط انتقال وباتوجه به این که انرژی اضافی مورد نیاز در اطراف هادی به صورت جرقه های کرونا ذخیره می شود ،باید انرژی منبع به مقدار انرژی انتقالی مورد نیاز و انرژی نهفته در تخلیه های جزیی(جرقه های کرونا)،دراطراف هادی باشد.

عوامل موثر برتلفات کرونا

1 – عوامل مربوط به فرسودگی خطوط

2 – عوامل الکتریکی

3 – عوامل جوی

4 – عوامل ربوط به هادی

عوامل مربوط به فرسودگی خطوط :درخطوط انتقالی که جدیدا احداث  می شوند،تلفات کرونا در چند ماه اول به طور غیرعادی زیاد است وبه تدریج کاهش می یابد تا به یک مقدار دائمی می رسد.درمراحل نصب معمولا هادی روی سطح زمین کشیده می شود وسطح آنها به طور قابل ملاحضه ای صدمه می بیند.بعد از کلید زنی اساسا کرونا روی نقاط زبر وبرجسته به وجود آمده ولی به تدریج در اثر گاز ازن تولید شده به وسیله کرونا،نقاط برجسته شدیدا اکسیده می شوند وبه تدریج از بین می روند(سطح هادی هموار تر می شود).فرسودگی هادی های خط که تحت ولتاژهستند شرایط مساعدی را از نقطه نظر کرونا ایجاد می کنند

عوامل الکتریکی موثربرتلفات کرونا:

الف)فرکانس وشکل موج منبع تغذیه:تلفات کرونا مستقیما به فرکانس بستگی دارد.هارمونیک فرکانس بالا همیشه در جریان انتقالی توسط خطوط فشار قوی وجود دارد.هارمونیک های فرکانس بالا،جریان کرونا وتلفات را به طور قابل توجهی افزایش می دهند   ب)شدت میدان اطراف هادی:تلفات کرونا به مقدار ولتاژ ویا شدت میدان الکتریکی اطراف هادی بستگی دارد.

عوامل جوی موثر بر تلفات کرونا:

الف)چگالی هوا:تلفات کرونا در یک خطوط انتقال عبوری از نواحی با ارتفاع زیاد خیلی بیشتر از تلفات دریک خط عبوری از سطح همواره می باشد.

ب)وضع بارش(باران،برف،تگرگ)،گردوخاک ….شدت میدان در نقاط برجسته ای که روی سطح هادی تشکیل می شود بیشتر است.بنا براین درشروع بارندگی که قسمت هایی از هادی خشک است ،این قطرات موجب ناهمواری زیاد سطح وبالا رفتن تلفات کرونا می شود

عوامل مربوط به هادی:

الف) قطر هادی: با افزایش قطر هادی،شدت میدان الکتریکی درسطح هادی کاهش می یابد که منجر به کاهش تلفات کرونا می شود.

ب)تعداد هادی ها در هر فاز:با افزایش تعداد هادی های هر فاز شدت میدان الکتریکی روی هر سیم کاهش می یابد که بالطبع کرونا وتلفات آن به مقدار زیادی کاهش می یابد

ج)شرایط سطحی هادی ها:نا همواری های سطح هادی  دلیل اصلی رسیدن سریع تر به ولتاژ شکست بحرانی خواهند بود.در مراحل اکسیداسیون هادی،اصلی ترین عامل است که از تخلیه الکتریکی کرونا ناشی می شود.با انجام تخلیه جزئی کرونا و اکسیداسیون،نا همواری تیز روی سطح به تدریج صاف شده و ناپایدار می شوند تا این که سطح هموار شده و تلفات کرونا کاهش یابد.

د)گرمای هادی بر اثر جریان بار:گرم شدن هادی بر اثر جریان بار،اثر غیر مستقیمی بر کاهش تلفات کرونا دارد،بدون چنین گرمایی ،دمای هادی کمی پایین تر از دمای هوای مجاورش خواهد بود.در غیاب گرمای هادی،قطرات کوچک شبنم روی سطح هادی(در هوای مه آلود یا در رطوبت های زیاد هوا) جمع خواهند شد که این موضوع تلفات کرونا را افزایش خواهد داد.

روش عملی کاهش تلفات کرونا:

مطلوب ترین روش کاهش تلفات کرونا افزایش قطر هادی ها برای کاهش ولتاژبحرانی شکست است، زیرا اثرآن از سایر عوامل دیگر خیلی بیشتر است.معمولا باید خطوط انتقال را طوری طراحی کرد که ولتاژبحرانی شکست در شرایط جوی عادی خط 10٪ بالاتر از ولتاژ نامی خط(ولتاژفازی) باشد.

مزایا ومعایب کرونا:

مزیت کرونا این است که هنگام بروز صاعقه های با ولتاژبالا به خط، مانند یک شیر اطمینان عمل می کند و اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه به صورت تلفات کرونا می رود. از معایب کرونا ایجاد تلفات روی خط می باشد(هر چند که مقدار آن کم و بی اهمیت است ). همچنین در خط انتقال ،یک جریان غیرسینوسی ایجاد می شود که باعث افت ولتاژ غیرسنوسی روی خط شده و درنتیجه هارمونیک های سوم و بالاتر با دامنه بالا را تولید می کند که روی مدارهای مخابراتی نزدیک خط پارازیت رادیویی ایجاد می کند.