Efecto Corona

Se da el nombre de efecto corona a la ocurrencia de descargas parciales en aire, que en el caso de las líneas puede formar una zona iluminada alrededor de los conductores en forma de corona.

Por este efecto otras formas de manifestarse las descargas parciales son corona visual, corona audible y de radio interferencia por corona.

En el diseño de una línea se debe evitar que se presenten el efecto corona ya que se causa interferencia con las emisiones de radio y TV y con las comunicaciones por onda portadora (PLC) que se transmiten por el conductor. Además se ocasionan perdidas de potencia que van a aumentar el costo de la línea.

GRADIENTE ::.

El hecho de que se presente o no cualquier fenómeno disruptivo depende del gradiente de tensión.

La magnitud del gradiente es la misma del campo eléctrico E, el cual a una distancia X del centro del conductor valdrá:

Tal y como se había recordado anteriormente. Además, la tensión creada entre dos puntos a distancias r y D del centro del conductor seria VrD:

Por lo tanto la tensión entre r y D necesaria para crear un campo E a una distancia r seria:

GRADIENTE CRÍTICO ::.

Se llama gradiente crítico a l valor de gradiente al cual comienza el efecto corona. Este valor es encontrado experimentalmente en pruebas de laboratorio. En condiciones estándar de presión y temperatura se ha encontrado (Viqueira, 1973) que el gradiente critico go es de:

Corrección por gradiente:
La disrupción en el aire depende de la densidad relativa (DRA) de éste. Se ha encontrado que el gradiente crítico de efecto corona se modifica así:

Corrección por rugosidad:
La disrupción en aire es más fácil mientras mas alto sea el gradiente. En una superficie rugosa en cuyas salientes se puede concentrar la tensión es mas fácil la disrupción que en una superficie lisa. Por lo tanto se ve afectado por un factor de rugosidad m.

=1.0 Conductor circular compacto
=0.85 Con 6 hilos exteriores
=0.90 Con12 a 30 hilos exteriores

ms = Depende del estado de la superficie
=0.9 Cuando está envejecido (pulido por el uso) y limpio
=0.8 Nuevo
=0.7 Sucio, con grasa
=0.3 – 0.5 Con gotas de agua

TENSIÓN CRÍTICA ::.

Se puede establecer cual es la tensión entre la superficie de un conductor de radio r y un punto a una distancia D, que produce en la superficie de un conductor un gradiente critico. Esta tensión se llama tensión crítica de corona, o tensión crítica disruptiva de corona. Vo.

En donde:

Vo= Tensión crítica en kV línea-neutro (valor eficaz)
m= Factor de rugosidad
DRA= Densidad relativa del aire
r = Radio del conductor en cm.
D= Distancia del punto de referencia del tensión, cm.

Para una línea trifásica se puede utilizar la anterior formula reemplazando D por la distancia media equivalente DME.

Para una línea con conductores en haz se utiliza la siguiente fórmula.

Vo= kV eficaz línea-neutro
m= Factor de rugosidad
DRA= Densidad relativa del aire
R= Radio del conductor en cm.
D= Distancia del punto de referencia del tensión, cm.
n= Número de subconductores en el haz.
R= Distancia entre subconductores, cm.
DME= Distancia media equivalente, cm.
RMG2= Radio medio geométrico del haz, cm.

COEFICIENTE DE SEGURIDAD ::.

Una metodología sencilla para seleccionar el conductor teniendo en cuenta el efecto corona, es calcular el coeficiente de seguridad, CS, o sea la relación entre la tensión crítica y la tensión nominal línea-neutro.

Si el coeficiente es mayor de uno el conductor operando en esas condiciones no tendrá ningún problema, ya que la tensión crítica es mayor que la tensión de operación. Si el coeficiente fuera menor de uno en la tensión crítica a la cual comienza el efecto corona es menor que la tensión de operación, por lo tanto en funcionamiento del sistema se presentará el corona. Para aumentar el coeficiente seria necesario aumentar el radio del conductor o la distancia entre las fases.

PERDIDAS POR CORONA ::.

Los efectos visuales, auditivos y de interferencia se producen debido a los choques entre las cargas que se mueven gracias al campo que se produce alrededor del conductor. Cada choque genera perdidas de energía transportada por la línea, estas ultimas son las que representan las características del efecto corona.

En el efecto corona las perdidas dependen de la frecuencia de la red, de las dimensiones del conductor, y la relación entre la tensión crítica y la tensión nominal.

	F=factor que depende de la relación entre la tensión nominal eficaz línea-neutro (Vn) y la tensión crítica (V0) P= Perdidas en kW/km/fase f= 60HZ kV= Tensión eficaz línea-neutro DME= Distancia media equivalente en mts. r = Radio del conductor en mts.

RADIO INTERFERENCIA ::.

Las metodologías expuestas son hasta niveles de tensión de 115kV, en el caso de líneas de 230kV se debe realizar un calculo detallado del nivel de ruido causado sobre la señal de onda portadora que intercomunica las subestaciones del sistema de potencia y la interferencia sobre otro sistemas de comunicaciones que usen el espectro electromagnético.