کرونا در صنعت برق

یکی از پدیده هایی که در ارتباط با تجهیزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوی مطرح می‌شود، کرونا است. کرونا در اثر نزدیکی میدان الکتریکی ماده رسانا با هوای مجاور خود بوجود می آید. این نزدیکی سبب میشود تا میدان الکتریکی، هوای اطراف رسانا را یونیزه کند، این به حدی می تواند متمرکز شود که باعث تخلیه جزئی انرژی الکتریکی شود، که به آن کرونا می‌گویند.

عوامل بوجود آمدن کرونا:

• قطر هادی
• ولتاژ هادی
• شکل هادی
• گرد و خاک
• ناهمواری سطحی
• رطوبت یا قطرات آب

عوامل فوق می‌تواند باعث ایجادگرادیان سطحی هادی شود که در نهایت باعث تشکیل کرونا خواهد شد. در حالتی که فاصله بین هادی‌ها کم باشد، کرونا ممکن است باعث جرقه زدن و اتصال کوتاه گردد.

بدیهی است که کرونا سبب اتلاف انرژی الکتریکی و کاهش راندمان الکتریکی خطوط انتقال می‌گردد. پدیده کرونا همچنین سبب تداخل در امواج رادیویی نیز می‌شود.

تعریف کرونا

تخلیه الکتریکی ایجاد شده به علت افزایش چگالی میدان الکتریکی، کرونا نام دارد. در حالی که این تعریف بسیار کلی است و انواع پدیده کرونا را شامل می‌شود.

 
ولتاژ بحرانی

حداقل ولتاژی که سبب شکست الکتریکی در عایق شده و به ازای آن، عایق خاصیت دی الکتریک خود را از دست ‌دهد، گرادیان ولتاژ بحرانی نامیده می‌شود. همچنین ولتاژی را که باعث ایجاد این گرادیان بحرانی می‌شود ولتاژ بحرانی مینامند.

ولتاژ مرئی کرونا

هرگاه ولتاژ خط به ولتاژ بحرانی برسد، یونیزاسیون در هوای مجاور سطح هادی شروع می‌شود. اما در این حالت پدیده کرونا قابل روئیت نمی‌باشد. برای مشاهده کرونا، سرعت ذرات الکترون‌ها در هنگام برخورد با اتم‌ها و مولکول‌ها بایدبیشتر باشید یعنی ولتاژ بالاتری نیاز است.

   
ماهیت کرونا

هنگامی که میدان الکتریکی سطح هادی، از ولتاژ بحرانی بیشتر شده باشد، بهمن الکترونی رخ می دهد که بوجود آورنده تخلیه کرونای قابل روئیت درسطح هادی است. همواره تعداد کمی الکترون آزاد در هوا به علت مواد رادیو اکتیو موجوددر سطح زمین و اشعه کیهانی، وجود دارد. زمانی که هادی در هر نیمه از سیکل ولتاژمتناوب برقدار می‌شود، الکترون‌های هوای اطراف سطح آن بوسیله میدان الکترواستاتیک شتاب پیدا می‌کند. این الکترون‌ها که دارای بار منفی هستند در نیمه مثبت به طرف هادی شتاب میگیرند و در نیمه منفی از آن دور می‌شوند. سرعت الکترون آزاد بستگی به شدت میدان الکتریکی دارد.

بهترین زمان برای مشاهده کرونا

کرونا در فضای آزاد بعد از یک روز بارانی تا قبل از زمانی که سطوح برقدار خشک شده باشند قابل مشاهده است. پس از خشک شدن کرونا مشاهده نمی‌شود. و همچنین مناطقی که رطوبت هوای آن بالا باشد کرونا را بهتر نشان می‌دهند. باد می‌تواند فعالیت کرونا راکاهش دهد. کرونا می‌تواند در اثر قندیل هم ایجاد شود. موتورهای الکتریکی، ژنراتورها و تابلو‌های داخلی می‌توانند کرونای شدید تری از وسایل خارجی پست‌ها ایجاد نمایند. تشکیل هوای یونیزه در فضای بسته و عدم حرکت هوا پدیده کرونا را سریع تر می‌کند و ولتاژهایی را ایجاد می‌کند که در ان کرونا رخ دهد موتور‌ها و ژنراتور‌ها می‌توانندبا توجه به وجود فن‌های خنک کننده شان هوایی با فشار‌های گوناگون ایجاد کنند.

  
آشکار شدن کرونا

نور مرئی:  ازن و اسید نیتریک (در صورت وجود رطوبت در هوا) که بصورت گرد کدر سفید جمع می‌شود و نور (قوی‌ترین تشعشع در محدوده ماوراء بنفش و ضعیف‌ترین آن در ناحیه نور مرئی و مادون قرمز که می‌تواند با چشم غیر مسلح نیز در تاریکی با دوربین‌های ماوراء بنفش دیده شود) از نشانه‌های کرونای الکتریکی می باشند. تخلیه بار ناشی از بهمن الکترونی در آزمایشگاه، به سه طریق مختلف مشاهده می شود. بهترین راه تشخیص کرونای مرئی است که به صورت نور بنفش از نواحی با ولتاژاضافی ساطع می‌شود.
کرونای صدادار: در حالی که شبکه موردمطالعه در ولتاژی بالاتر از آستانه کرونا باشد صدایی به صورت هیس هیس قابل شنیدن است. امواج صوتی تولید شده به وسیله اغتشاشات موجود در هوای مجاور محل تخلیه بار، به وسیله حرکت یون‌های مثبت به وجود می‌آیند.
اختلال رادیویی: حرکت الکترون‌ها (بهمن الکترونی) سبب ایجادجریان الکتریکی و در نتیجه به وجود آمدن میدان مغناطیسی و الکترواستاتیکی درمجاورت ان می‌شود. شکل گیری سریع، و آنی بودن این میدان‌ها ولتاژی با فرکانس بالایی درنزدیک آنتن رادیویی القا می‌کند و منجر به اختلال رادیویی می‌شود.

   
انواع کرونا:

بطور کلی سه نوع کرونا وجود دارد که در نمونه تست EHV درآزمایشگاه مشخص می‌شود:

• تخلیه پر مانند
• تخلیه قلم مویی
• تخلیه تابشی

تخلیه پر مانند: تخلیه پرمانند، دیدنی‌ترین نوع کروناست و علت نامگذاری هم این است که به شکل پر تخلیه می‌شود. زمانیکه در تاریکی مشاهده شود دارای تنه متمرکزی حول هادی است که قطر این هاله نورانی بنفش رنگ از چند اینچ در ولتازهای پایین‌تر تا یک فوت و بیشتر در ولتاژهای بالا تغییر می‌کند. بروز آثار صوتی این نوع به صورت هیس هیس بوده و به راحتی توسط یک ناظر با تجربه تشخیص داده می‌شود.

تخلیه قلم مویی: در تخلیه قلم مویی پرچمی از نور به صورت شعاعی از سطح هادی خارج می‌شود. طول این تخلیه‌ها از کمتر از یک اینچ در ولتاژ‌های پایینتا ۱ تا ۲ اینچ در ولتاژهای بالا تغییر می‌کند. صدای همراه با ان صدایی در پسزمینه مانند صدای سوختن است.

تخلیه تابشی: تخلیه تابشی بصوت نور ضعیفی به نظر می‌رسد که سطح هادی را در بر گرفته است، ولی مانند نوع قلم مویی برجسته نیست. همچنین ممکن است در نواحی بحرانی سطح عایق‌ها در زمان بالا بودن رطوبت رخ دهد. معمولا صدایی با این نوع تخلیه همراه نیست.

ضمن تشکر از شما دوستان عزیز

 امیدواریم که این مقاله برای شما مفید واقع‌شده باشد. با ارسال نظرات مفید خود ما را در بهبود هرچه بیشتر مقالات و سایت یاری نمایید. به امید آنکه بتوانیم با کمک یکدیگر گامی هرچند کوچک در بهبود فضای کسب‌وکار کشورمان برداریم.