13 septiembre 2012

Efecto corona

El aire no es un aislante perfecto, e incluso bajo condiciones normales contiene una cantidad de libre  de electrones e iones. Consideremos dos grandes planos paralelos 


conductores. Cuando un gradiente eléctrico es establecido entre ellas, los electrones y los iones adquieren movimiento por este campo eléctrico y se mantiene una corriente muy pequeña entre los planos. Esta corriente es insignificante cuando la intensidad del campo eléctrico es inferior a 30 KV/cm., pero cuando la intensidad del campo eléctrico o gradiente de potencial alcanza el valor crítico de aproximadamente 30 KV/cm, el aire en la vecindad inmediata de los conductores no sigue siendo un dieléctrico, y en esta intensidad los iones alcanzan gran velocidad, chocan con otra molécula neutral y se salen uno o más electrones de esa 

molécula neutra. Esto produce un nuevo electrón y un ión positivo que a su vez se aceleran y colisionan con otras moléculas de aire para ionizar más. Así el número de partículas cargadas continúa aumentando rápidamente. Si una intensidad de campo se supone uniforme entre dos electrodos, tales condiciones se producen en todas partes de la separación entre ellas. A consecuencia de esto, se alcanza una saturación, y por lo tanto, el aire se convierte en conductor dando lugar a una completa ruptura eléctrica que produce un arco entre los dos electrodos.
Cuando una diferencia de potencial alterna se aplica a través de dos conductores cuya separación es grande en comparación con el diámetro, entonces el aire que rodea el conductor está sometido a tensiones electro-estáticas. Esta tensión o intensidad es máxima en la superficie del conductor y luego disminuye en proporción inversa a la distancia desde el centro del conductor. Si este diferencia de potencial se incrementa gradualmente, se alcanzará un momento cuando aparece un brillo luminoso débil de color violeta, y al mismo tiempo será escuchado un ruido silbante.
Este fenómeno se llama corona y se acompaña de la formación de ozono, como es indicado por el olor característico de este gas. Este brillo luminoso es debido al hecho de que la aire atmosférico alrededor del conductor se convierte en conductivo debido a la tensión electrostática.
En general, la presencia del efecto corona en un conductor se puede detectar de las siguientes formas:



  • Una visible y vibrante, azul o púrpura (o halo) puede rodear el espacio de aire alrededor. El halo es generalmente de baja intensidad de luz e invisible, excepto en la oscuridad.
  • Estallidos, crujidos o frisuras pueden acompañar a la descarga de corona.
  • Corona ioniza el aire circundante, que convierte el oxígeno en ozono, el cual tiene un olor penetrante característico.
  • Su presencia puede ser indicado por la erosión de los materiales orgánicos adyacente al espacio de aire en tensión. A menudo se presenta un depósito de polvo blanco a lo largo de los bordes de la zona erosionada. En algunos materiales, el deterioro por el efecto corona tiene la apariencia de la madera carcomida.
  • Las interferencias en la recepción de radio puede ser una señal de corona. Si el nivel de ruido audible aumenta, como en el caso de una radio que se acerca mas a un desconectador, el efecto corona podría ser la causa.



Si el potencial diferencial se eleva aún más, el brillo y el ruido aumenta en intensidad hasta que, finalmente, aparece una chispa. Si los conductores están perfectamente uniformes y lisos, el resplandor será uniforme a lo largo de su longitud, de lo contrario los puntos ásperos del conductor aparecerán más brillantes. En conductores a una corta separación en comparación con su diámetro, los chispazos pueden tener lugar antes de que haya resplandor luminoso. Un punto importante en relación con el efecto corona es que es acompañado por la pérdida de potencia, que se disipa en forma de calor, luz, sonido y reacción química. 

Las descargas del efecto corona originan problemas de diferentes maneras:
• ionización del aire libera iones y electrones. Estos bombardean a los materiales orgánicos cercanos que afectan a su estructura molecular o química.
• El ozono, formado por corona, además de ser un agente oxidante fuerte, también puede reaccionar con muchos materiales.
• El nitrógeno en el aire también reacciona y se ioniza. Ya ionizado, y bajo condiciones de humedad, forma el ácido nítrico, que es perjudicial para el aislamiento.

Pérdidas por efecto corona:
El movimiento de los iones de ambas polaridades generados por descargas de corona, y sujetos al campo aplicado alrededor de los conductores de la línea, es la principal fuente de pérdida de energía. Para las líneas de CA, el movimiento de la cargas de iones está limitado el espacio en la proximidad inmediata de los conductores de línea, que corresponde a su desplazamiento máximo durante la mitad del ciclo, generalmente de unas pocas décimas de centímetros, antes de que el voltaje cambie de polaridad e invierta el movimiento iónico. Las pérdidas por efecto corona se describen en general en términos de las pérdidas de energía por kilómetro de la línea. Estas son generalmente insignificantes bajo condiciones de buen tiempo, pero puede alcanzar valores de varios cientos de kilovatios por kilómetro de línea durante el mal tiempo. La medición directa de las pérdidas por efecto corona es relativamente compleja, pero fallas en el tiempo pueden ser fácilmente evaluadas en jaulas de ensayo en condiciones artificiales de lluvia, que producen la mayor pérdida de energía. Los resultados se expresan en términos de la pérdida generada W, una característica del conductor para producir pérdidas de corona en condiciones de funcionamiento dadas.



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