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EFECTO CORONA

EFECTO CORONA Si los conductores de una linea electrica alcanzan un potencial lo suficientemente grande para que rebasen al correspondiente a la rigidez dielectrica del aire ,se producen perdidas de energia debido a la corriente que se forma atravez del medio. Es decir como si todo el aire se hiciera conductor ,dando lugar a una corriente de fuga similar a la producida por la conductancia de aislamiento. En los conductores aereos ,el efecto es visible en la obscuridad,pudiendo apreciar como quedan envueltos por un halo luminoso ,azulado ,de seccion transversal circular ,es decir ,de forma corona ,por lo que al fenómeno se dio el nombre efecto corona. La tensión para la cual comienza n las perdidas a traves del aire ,se llama tensión critica disruptiva ,y para ella el fenómeno es aun no visible . La consecuencia practica del efecto corona es en definitiva una corriente de fuga análoga a la debida a la conductancia del aislamiento. Las perdidas por corona empiezan a producirse desde en que el disruptiva es menor que la tensión de la linea . La formula general de al tensión critica disruptiva en KV .

Uc = 84*mc*d*mt*r*n*lg(D/r´) Uc = Tensión compuesta critica eficaz en kilovoltios para la que comienza el efecto corona,o sea la tensión critica disruptiva mc = coeficiente de rugosidad del conductor ;sus valores son : mc= 1 para hilos de superficie lisa mc = de 0.93 a 0.98 para hilos oxidados y rugosos mc = de 0.83 a 0.87 para cables d = factor de correccion del aire ,funcion directa de la presion barométrica e inversa de la temperatura absoluta del medio ambiente

d = 3.926 273 + ? h = presion barométrica en centímetros de columna de mercurio . ? = Temperatura media en grados centigrados correspondiente a la altitud del punto que se considere. http://fiee.uni.edu.pe/sites/default/files/promociones/l1/2001_1/archivos/efecto_corona.html

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Log h = log 76 Y 18 336 Altitud en metros sobre

Presion atmosferica en cm

el nivel del mar

de columna de mercurio

0

76

100

75.0515801

200

74.11499573

300

73.19009919

400

72.27674463

500

71.37478801

600

70.4840871

700

69.60450143

800

68.73589229

900

67.87812271

1000

67.03105742

1100

66.19456283

1200

65.36850703

1300

64.55275975

1400

63.74719236

1500

62.95167781

1600

62.16609065

1800

60.62420451

2000

59.1205613

2200

57.65421247

2400

56.22423304

2600

54.82972095

3000

52.14360183

3500

48.97024377

4000

45.99001011

5000

40.56261853

mt = Coeficiente para tener en cuenta el efecto que produce la lluvia haciendo descender . el valor de Uc mt = 1 con tiempo seco mt = 0.8 con tiempo lluvioso r = Radio del conductor en centímetros n = Numero de conductores del haz de cada fase: n= 1 Con fases simples de un solo conductor n=2 Con fases duplex http://fiee.uni.edu.pe/sites/default/files/promociones/l1/2001_1/archivos/efecto_corona.html

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n=3 Con fases triples D = Distancia entre ejes de fase ,en centímetros r ‘= radio ficticio en centímetros ,definido por : r’ = (n*r *(R^ (n1)) )^1/n n = numero de conductores del haz de cada fase r = radio dl conductor en centímetros R = radio de la circunsferencia que pasa por los centros de los conductores.

Perdida por efecto corona La perdida por efecto corona se calcula con una formula debida tambien a Peek,esta formula nods da las perdidas por fase.Dicha formula es: P = 241 (f+25)*raiz(r/D)*(VVc)² * E05 KW/Km p = Perdida por conductancia ,en Kw /Km f = frecuencia en Hz r =radio del conductor en centímetros D = distancia entre ejes de fase V = Voltios simple de la terna en KV Vc = Uc/v3 en KV UN EJEMPLO Calcular Las perdidas por efecto corona en una linea e 220KV ,de 90km de longitud ,de una altitud de 500msnm.Con separación de fases 7.5 (configuración horizontal),el conductor es ACSR de seccion 455,1 mm2 ,diámetro del cable 27.72mm. Analizemos su comportamiento electrico CALCULEMOS SU TENSIÓN CRITICA DISRUPTIVA

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Calculo de la tesion critica disruptiva mc(rugosidad) 0.85 Altitud(Y) 500 temperatura 15 delta(no ingresar) 0.97297714 tiempo(mt) 0.8 r(cm) 1.386 cond/fase (n) 1 D entre fase (cm) 730 Separcion entre subconductores(cm) r' 1.386 frecuencia 60 voltaje(KV) 220

Uc= 84*mc*d*mt*r*n*log(D/r') Uc

209.6389241

Vc

121.0350893 Vmax de la linea

245

esto esta normado para 220KV SI Uc
p(KW/Km)

3.823694628 Por fase

PERDIDA DE ENERGIA ANUAL(KWh)= 3*p *(distancia aprx donde ocurre el efecto corona)*(tiempo aprox de lluvia) distancia aproximada tiempo aproximado

longitud/4 400 horas anuales

22.5

Analicemos la linea MANTARO SOCABAYA ( estos calculos solo son referenciales) Tensión : 220Kv Distancia : 605 Km Conductor: ACSR Starling 421.5mm2,doble conductor por fase,doble terna MANTARO 2 067 msnm http://fiee.uni.edu.pe/sites/default/files/promociones/l1/2001_1/archivos/efecto_corona.html

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COTARUSE 4 105 msnm SOCABAYA 2 377 msnm Altitud promedia = 2500 msnm

Calculo de la tesion critica disruptiva mc(rugosidad)

0.85

Altitud(Y)

2500

temperatura

55.5225991

15

delta(no ingresar)

0.75688099

tiempo(mt)

0.8

r(cm)

1.335

cond/fase (n)

2

D entre fase (cm)

500

Separcion entre

7.39831062

subconductores(cm) r'

7.39831062

frecuencia

60

voltaje(KV)

220

Uc= 84*mc*d*mt*r*n*log(D/r') Uc

211.2222018

Vc

121.9491951 Vmax de la linea

245

esto esta normado SI Uc
p(KW/Km)

5.318699106

PERDIDA DE ENERGIA ANUAL (KWh)= 3*p *(distancia aprx donde ocurre el efecto corona)*(tiempo aprox de lluvia) distancia aproximada tiempo aproximado

longitud/4

151.25

400 horas anuales


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Perturbaciones por Efecto Corona El «efecto corona" surge en un gas que se encuentra sometido a un intenso campo eléctrico no uniforme. Este viene a ser el caso de las LAT, y se suele originar junto a irregularidades y asperezas en los conductores. Este efecto se presenta en la capa inmediata del entorno de los conductores, al ionizarse el aire que los envuelve, y puede hacerse visible en la oscuridad como «corona" luminosa. Desde esas irregularidades (asperezas, zonas corroídas, insectos pegados, gotas de agua en caso de lluvia, etc.) se originan «avalanchas" de electrones donde se produce un reforzamiento local del campo eléctrico. De este fenómeno se deducen tres tipos de efectos molestos: El primero se deriva de los choques entre iones y moléculas, que engendran una onda sonora perceptible en las inmediaciones de la línea. Con tiempo húmedo este ruido aumenta bastante, debido a que se incrementa el número de avalanchas. Una línea de 400 Kv. presenta un ruido semejante al de una intensa lluvia, y en determinadas circunstancias puede perturbar la vida ordinaria de los habitantes ribereños. El segundo se debe a la propagación a lo largo de la línea de impulsos de corriente engendrados por esas avalanchas electrónicas. Estos impulsos se desplazan a una velocidad próxima a la de la luz y originan una onda electromagnética que es perceptible a muchos kilómetros del punto de origen, manifestándose en un espectro de frecuencias de muchos megahercios. Un receptor de radio puede captar estas perturbaciones, como ruido radioeléctrico, a 80 o 100 m de la línea. Y finalmente, los iones creados por las avalanchas electrónicas se someten a un movimiento de vaivén, alejándose de los conductores hasta distancias superiores a un metro. En su movimiento transmiten energía cinética a las moléculas neutras mediante choque, lo que se traduce en pérdidas suplementarias de energía en la línea, que se han de añadir a las convencionales, es decir, térmicas por "efecto Joule". El estudio de las pérdidas por «efecto corona" comenzó hacia 1925 con los análisis sobre la ionización. En los años 50 ya se conocían las perturbaciones radioeléctricas, y sólo después se acometió el estudio del ruido de abejas en los conductores bajo altas tensiones. Se estiman en 1010 los iones que pueden llegar a formarse por cada metro de longitud de conductor y en cada segundo, lo que resulta significativo; pero desaparecen muy rápidamente con la distancia. La ionización general presente en el entorno de una LAT es indeseable, entre otras razones por la alteración del equilibrio iónico natural. Un exceso de iones positivos incide negativamente en la salud general humana. No obstante, la medidas realizadas arrojan datos de escasa relevancia, seguramente por la neutralización eléctrica y la recombinación iónica en el interior del campo electromagnético envolvente. Esa recombinación iónica, sin embargo, puede no tener lugar en condiciones atmosféricas distintas de la estabilidad (especialmente, con fuertes vientos), es decir, cuando el campo eléctrico en el área es bastante intenso. Con el fin de limitar las manifestaciones del «efecto corona" se recomienda que los valores de campo eléctrico superficial en los conductores no sobrepasen los 22125 Kv/cm como valores máximos. Pero para una tensión dada solamente puede reducirse el campo eléctrico aumentando la sección de los conductores. De ahí que para altas tensiones y desde luego en los casos de 400 Kv. se recurra a duplicar, o triplicar, los conductores de cada fase, lo que implica un encarecimiento que se asume como contrapartida a numerosas ventajas técnicas. http://fiee.uni.edu.pe/sites/default/files/promociones/l1/2001_1/archivos/efecto_corona.html

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Campo electromagnético en torno a las LAT Los valores de los campos eléctrico y magnético en el exterior de los conductores de una LAT son perfectamente conocidos, ya que constituyen parámetros básicos para el dimensionamiento de estas líneas, tanto en lo eléctrico como en lo mecánico: dimensiones de los conductores, distancias entre conductores, altura de los apoyos, características de los aisladores, etc. Las intensidades de campo eléctrico y magnético dependen de la tensión de la línea, en primer lugar; pero también de la geometría de las fases (horizontal, vertical, triángulo), del número y tamaño de los conductores de cada fase y, por supuesto, de la distancia a la línea del punto en que se mida.

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