El efecto corona

Pablo LedesmaDepartamento de Ingeniería Eléctrica

Universidad Carlos III de Madrid

El efecto corona

Es 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

El efecto corona

Aparece a tensiones altas: aproximadamente 30 kV/cm en el aire

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

El efecto corona

Fuente: CoroCAM

Puede resultar visible y audible

El efecto corona

Fuente: Institut Montefiore, Université de Liège

El efecto corona

Fuente: Joaquín Abenza

Efectos más importantes:● Pérdidas de energía● Radiointerferencias

Otros efectos:● Deterioro del material● Producción de compuestos contaminantes

Consecuencias del efecto corona

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

      es la tensión crítica disruptiva (eficaz, tensión de línea) en kV

U d

U d=3 md mtrar

ln Dr

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

      es el coeficiente de rugosidad del conductor:1 para hilos de superficie lisa

0,93 a 0,98 para hilos oxidados o rugosos

0,83 a 0,87 para conductores formados por hilos

m d

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

      es el coeficiente meteorológico1 para tiempo seco

0,8 para tiempo húmedo

m t

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

                                  es el factor de corrección de la densidad  del aire (1 a 76 cm y 25 ºC)

     es la presión barométrica en cm de mercurio

     es la temperatura del aire en grados centígrados

      

h

=3,921h /273

Cálculo de la tensión disruptiva

La presión barométrica h puede calcularse como

h=76⋅10−

y18,4

donde    es la altura sobre el nivel del mar en kilómetros.

La temperatura del aire puede estimarse como

y

=25−5 y

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

      = 21,1 kV/cm es la rigidez dieléctrica del airera

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

      es el radio del conductor en cm

      es la distancia media geométrica entre fases en cm

r

D

Cálculo de la tensión disruptiva

Fórmula de Peek

U d=3 md mtrar

ln Dr

donde

     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

Cálculo de la tensión disruptiva

El coeficiente    se calcula como:

donde

 n  es el número de haces de conductores por fase

 S  es la separación entre conductores en cm

=1n−1 r /RH

n

RH=S

2 senn

Potencial alrededor de un conductor

Fuente: Dpto. Ing. Eléctrica, Facultad Regional Buenos Aires

Potencial alrededor de 4 conductores

Fuente: Dpto. Ing. Eléctrica, Facultad Regional Buenos Aires

Pérdidas por efecto corona

p=241

f 25 rD Umax

3−

U d

3 2

10−5

Fórmula también debida a Peek donde

      es la pérdida de potencia por fase en kW/km

      es la frecuencia en hercios (50)

          es la tensión compuesta más elevada

       es la tensión compuesta crítica disruptiva

p

f

Umax

U d

Detección del efecto corona

● Detección  de ultrasonidos

● Detección de radiación ultravioleta

● Detección de puntos calientes por infrarrojos

Cámaras de radiación ultravioletaContienen dos canales de video:● Una imagen sensible únicamente la radiación 

ultravioleta, en un rango de frecuencias superior a la de la radiación solar pero dentro del rango de emisión del efecto corona

● Una imagen sensible a la radiación visible

Ambas imágenes se muestran simultáneamente en la misma pantalla

Ejemplo: detección mediante cámaras de radiación ultravioleta

Fuente: EPRI, DayCor

Fuente: EPRI, DayCor

Ejemplo: detección mediante cámaras de radiación ultravioleta

Fuente: EPRI, DayCor

Ejemplo: detección mediante cámaras de radiación ultravioleta

Efecto corona en boyas señalizadoras

Fuente: Tana Wire Marker

El efecto corona se produce con más facilidad alrededor del punto en el que el conductor atraviesa la boya

Para evitarlo, la boya se recubre interiormente de una capa semiconductora que provoca una distribución homogénea del potencial

Artículo 10º.­ Herrajes.● En el diseño de los herrajes empleados en líneas 

de muy alta tensión, se tendrá muy presente su comportamiento en el fenómeno de efecto corona.

El efecto corona en el RLAT

El efecto corona en el RLAT

Artículo 23º.­ Efecto corona y perturbaciones.● Será preceptiva la comprobación del 

comportamiento de los conductores al efecto corona en las líneas de primera categoría. Asimismo en aquellas líneas de segunda categoría que puedan estar próximas al límite inferior de dicho efecto, deberá realizarse la citada comprobación.