コロナ効果が架空送電線にどのように影響するか

送電線に関する以前の記事で説明したように、送電線の導体を介して発電所から消費者の敷地に電力がどのように送電されるかについて説明しました。ユーザーに電力を送信している間、導体はいくつかの視覚的および音響的効果を示します。その結果、コロナ効果として知られている送電線で電力損失が発生します。

送電線のコロナ効果/放電とは何ですか？

「架空送電線での紫の輝き、シューという音、オゾンガスの発生の現象はコロナと呼ばれます」

断面直径に比べて間隔が広い2導体送電線に交流電位差を印加した場合。電圧が低い場合、ワイヤの周囲の空気に変化は見られません。しかし、電位差が臨界破壊電圧と呼ばれる特定の値を超えると、導体はコロナと呼ばれるかすかな紫色の輝きに囲まれます。この効果には、シューという音、紫の輝き、電波干渉、オゾンの発生が伴う場合があります。

電圧が高いほど、導体の周囲に生成される発光エンベロープ、音、および電力損失がますます大きくなります。また、電位差がブレークダウン値を超える場合は、導体間でフラッシュオーバーが発生し、空気絶縁が燃焼します。導体が滑らかで研磨されている場合、導体の周囲に均一な輝きが現れ、研磨された導体では粗い点が明るく表示されます。 DC電圧ではコロナが異なります。プラス線は均一に光り、マイナス線はむらがあります。

コロナ形成の理論：

宇宙、紫外線、放射能のために、空気中には常にイオン化が見られます。したがって、通常の状態では、空気にはいくつかの自由電子、マイナスイオン、および中性分子が含まれています。ただし、導体間の電位差が特定の値を超えると、導体の表面に電位勾配が設定されます。電位勾配が30kv/cmに達したとき、これは自由電子が電子を放出するのに十分な力で中性分子と衝突するのに十分です。 このプロセスは、より多くの自由電子を放出する他の分子で発生します。このプロセスは累積的であるため、導体の周囲の空気に大量の電子が飛び込み、空気がイオン化され、導体間で火花が発生します。これで、コロナ効果を2つの部分に分けることができます。1つは音で、もう1つは視覚部分です。

1. 重大な破壊的電圧 ： これは、コロナが発生する最小フェーズ中性電圧です。半径rと空間b/wの2つの導体がdであると考えてください。 Vに電圧が印加されている場合、導体の表面の電位勾配は次のようになります。

   g =[V / r loge（d / r）]ボルト/ cm

2. 視覚的な臨界電圧： これは、導体に沿ってグローが発生する最小位相中性電圧です。平行導体の場合、コロナグローは破壊電圧Vcではなく、視覚臨界電圧と呼ばれるより高い電圧Vvで始まります。視覚臨界電圧の位相中性点実効値は、次の式で与えられます。
   

コロナに影響を与える要因

コロナの現象は、大気の物理的状態や線の状態によって影響を受ける可能性があります。コロナが依存する要因は次のとおりです。

1. 雰囲気 ：導体を取り巻く空気のイオン化によりコロナが形成されるため、コロナは大気の物理的状態の影響を受けます。荒天時には、イオンの数が通常より多いため、晴天に比べてはるかに低い電圧でコロナが発生する可能性があります。

2. 導体のサイズと形状 ：コロナは、導体の物理的な形状とサイズによっても影響を受ける可能性があります。導体の表面が不規則である場合、それは固体導体と比較してコロナを生じさせます。導体の凹凸は、滑らかな表面の導体よりもコロナの可能性が高いためです。

3. 導体の間隔 ：伝送線路の導体間の間隔は、導体の直径よりも大きくする必要があります。これは、導体の間隔が小さい場合、導体の周囲の空気が低電圧でイオン化される可能性があるためです。

4. 線間電圧 ：線間電圧はコロナに大きく影響します。線間電圧が低い場合、周囲の空気に変化がないため、コロナは形成されません。ただし、線間電圧が特定の値を超えると、導体表面に発生する静電応力によって空気とコロナがイオン化されます。

コロナ効果を低減する方法

33kv以上の動作電圧で強いコロナ効果が見られることが観察されています。したがって、送電線と変電所を設計する際には、コロナのこの種の巨大で破壊的な影響を回避するように注意する必要があります。コロナ放電の影響を減らす方法は次のとおりです。

1. 導体サイズを大きくすることによって ：導体のサイズを大きくすることにより、コロナが発生する電圧が上昇し、コロナ効果が大幅に減少します。

2. 導体の間隔を広げることによって ：送電線の導体間のスペースを増やすことにより、コロナ効果を大幅に減らすことができます。コロナが発生するスペースから導体のスペースを増やす必要があります。スペースを増やすと、導体を介してより多くの粒子を収容できます。

コロナ効果の長所と短所

コロナには多くの長所と短所があります。高圧架空線の正しい設計では、以下の長所と短所が最も重要であると考えられています。

メリット

1. コロナにより、導体のb / w空間がイオン化されて導電経路になるため、導体の仮想直径が大きくなります。
2. コロナは、サージによって生成される過渡現象の影響を軽減します。

デメリット

1. コロナはエネルギーの損失を伴います。これは伝送線路の効率に影響します。
2. オゾンもコロナで生成され、腐食を引き起こす可能性があります。
3. コロナのために線によって引かれる電流は非正弦波であるため、非正弦波の電圧降下が線で発生します。