코로나 효과가 가공 송전선로에 미치는 영향

송전선로에 대한 이전 기사에서 전력이 송전선로 도체를 통해 발전소에서 소비자 건물로 전송되는 방식에 대해 논의한 바와 같이. 사용자에게 전력을 전송하는 동안 도체는 일부 시각 및 음향 효과를 보여줍니다. 결과적으로 코로나 효과로 알려진 전송 라인에 전력 손실이 발생합니다.

송전선로의 코로나 영향/방전이란?

"가공 송전선로에서 보라색 빛, 쉿하는 소리 및 오존 가스 생성 현상을 코로나라고 합니다."

교번 전위차가 단면 직경에 비해 간격이 더 큰 2도체 전송 선로에 인가될 때. 전압이 낮으면 전선을 둘러싼 공기에 변화가 나타나지 않습니다. 그러나 전위차가 임계 파괴 전압이라는 특정 값을 초과하면 도체는 코로나라는 희미한 보라색 빛으로 둘러싸여 있습니다. 이 효과는 치찰음, 보라색 광선, 무선 간섭 및 오존 생성을 동반할 수 있습니다.

전압이 높을수록 도체 주변에 생성되는 발광 엔벨로프, 사운드 및 전력 손실이 더 커지고 커집니다. 그리고 전위차가 항복 값보다 크면 도체 사이에 섬락이 발생하여 공기 절연체를 태웁니다. 도체가 매끄럽고 광택이 나면 도체 주위에 균일한 광선이 나타나는 반면 광택이 있는 도체에서는 거친 부분이 더 밝게 나타납니다. DC 전압 코로나는 다릅니다. 양극 와이어는 균일한 빛을 내는 반면 음극 와이어 주위에는 얼룩덜룩한 빛이 관찰됩니다.

코로나 형성 이론:

           우주, 자외선, 방사능으로 인해 공기 중에는 항상 약간의 이온화가 존재합니다. 따라서 정상적인 조건에서 공기에는 일부 자유 전자, 음이온 및 중성 분자가 포함되어 있습니다. 그러나 도체 사이의 전위차가 일정 값을 초과하면 도체 표면에 전위 구배가 설정됩니다. 전위 기울기가 최대 30kv/cm에 도달하면 자유 전자가 전자를 방출하기에 충분한 힘으로 중성 분자와 충돌할 수 있습니다. 이 과정은 더 많은 자유 전자를 방출하는 다른 분자에서 발생합니다. 이 과정은 누적되기 때문에 많은 전자가 도체를 둘러싸고 있는 공기로 뛰어들어 공기가 이제 이온화되고 도체 사이에서 스파크가 발생합니다. 이제 코로나 효과는 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 하나는 소리이고 다른 하나는 시각적 부분입니다.

1. 중요 전압 : 코로나가 발생하는 최소 위상 중성 전압입니다. 반지름이 r이고 공간 b/w가 d인 두 도체를 고려하십시오. V에 전압이 가해지면 도체 표면의 전위 구배는 다음과 같습니다.

   g =[V/r log (d/r)] 볼트/cm 

2. 시각적 임계 전압: 도체를 따라 모든 주위에 글로우가 나타나는 최소 위상 중성 전압입니다. 병렬 도체의 경우 코로나 글로우는 파괴 전압 Vc에서 시작되지 않고 시각적 임계 전압이라고 불리는 더 높은 전압 Vv에서 시작되는 것으로 나타났습니다. 시각적 임계 전압의 위상 중성 유효 값은 다음 공식으로 제공됩니다.
   

코로나에 영향을 미치는 요인

코로나 현상은 대기의 물리적 상태와 선로의 상태에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 코로나가 의존하는 요인은 다음과 같습니다.

1. 분위기 :도체를 둘러싸고 있는 공기가 이온화되어 코로나가 형성되기 때문에 코로나는 대기의 물리적 상태에 영향을 받습니다. 폭풍우가 치는 날씨에는 이온 수가 평소보다 많아 맑은 날씨에 비해 훨씬 적은 전압에서도 코로나가 발생할 수 있다.

2. 도체 크기 및 모양 :코로나는 도체의 물리적 형태와 크기에도 영향을 받을 수 있습니다. 도체의 표면이 불규칙하면 솔리드 도체에 비해 코로나가 발생합니다. 도체의 요철이 매끄럽게 표면이 된 도체보다 코로나의 가능성이 더 많기 때문입니다.

3. 도선과의 간격 :전송선 도체 사이의 간격은 도체의 직경보다 커야 합니다. 도체의 간격이 b/w보다 작으면 도체를 둘러싸고 있는 공기가 저전압에서 이온화될 수 있기 때문입니다.

4. 선간 전압 :라인 전압은 코로나에 큰 영향을 미칩니다. 라인 전압이 낮으면 주변 공기에 변화가 없으므로 코로나가 형성되지 않습니다. 그러나 선간전압이 일정값을 초과하면 공기와 코로나를 이온화한 도체 표면에서 발생하는 정전기적 응력이 형성된다.

코로나 영향을 줄이는 방법

33kv 이상의 작동 전압에서 강력한 코로나 효과가 관찰되었습니다. 따라서 코로나의 이러한 종류의 거대하고 파괴적인 영향을 피하기 위해 송전선과 변전소를 설계하는 동안 주의를 기울여야 합니다. 코로나 방전의 영향을 줄이는 방법은 다음과 같습니다.

1. 도체 크기 증가 :도체의 크기를 크게 하여 코로나가 발생하는 전압을 높여 코로나의 영향을 크게 줄입니다.

2. 도체 간격 늘리기 :송전선로의 도체 사이의 간격을 넓혀 코로나 효과를 크게 줄일 수 있습니다. 코로나가 발생하는 공간에서 공간 b/w 전도체를 늘려야 합니다. 공간을 늘리면 도체와 함께 더 많은 입자를 수용할 수 있습니다.

코로나 효과의 장·단점

코로나는 장점과 단점이 많다. 고압 가공선로의 올바른 설계에서는 다음과 같은 장점과 단점이 가장 중요하게 고려됩니다.

장점

1. 코로나로 인해 흑백 도체가 이온화되어 도체 경로가 되므로 도체의 가상 직경이 증가합니다.
2. 코로나는 서지에 의해 생성되는 과도 현상의 영향을 줄입니다.

단점

1. 코로나는 에너지 손실을 동반합니다. 이것은 전송 라인 효율성에 영향을 미칩니다.
2. 오존은 코로나에서도 생성되며 부식을 일으킬 수 있습니다.
3. 코로나로 인해 선이 그리는 전류는 비정현파이므로 선에 비사인파 전압 강하가 발생합니다.