پدیده کرونا چیست؟

سرویس آموزش و آزمون  برق نیوز: یکی از پدیده هایی که در ارتباط با تجهیزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوی مطرح می‌شود، کرونا است. میدان الکتریکی در نزدیکی ماده رسانا می‌تواند به حدی متمرکز شود که هوای مجاور خود را یونیزه نماید. این مسئله می‌تواند منجر به تخلیه جزئی انرژی الکتریکی شود، که به آن کرونا می‌گویند.

 

عوامل مختلفی ازجمله ولتاز، شکلو قطر رسانا، ناهمواری سطح رسانا، گرد و خاک یا قطرات آب 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 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
گرادیان ولتاژی که سبب شکست الکتریکی در عایق شده و به ازای آن، عایق خاصیت دی الکتریک خود را از دست می‌دهد، گرادیان ولتاژ بحرانی نامیده می‌شود. همچنین ولتاژی را که سبب ایجاد این گرادیان بحرانی می‌شود ولتاژ بحرانی مینامند.

ولتاژ مرئی کرونا
هرگاه ولتاز 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 بوجود
خواهد آمد 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 طرفهادی شتاب پیدا می‌کنند و در نیمه منفی از آن دور می‌شوند. سرعت الکترون آزاد بستگیبه 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. نقاطدر معرض کرونا با رطوبت خود را بهتر نشان می‌دهند. باد می‌تواند فعالیتکرونا راکاهش دهد. کرونا می‌تواند در اثر قندیل هم ایجاد شود. موتورهای الکتریکی، ژنراتورهاو تابلو‌های داخلی می‌توانند کرونای شدید تری ار وسایل خارجی پست‌ها ایجاد نمایند. تشکیل هوای یونیزه در فضای بسته و عدم حرکت هوا پدیده کرونا را تسریع 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
صدای هیس مانند قابل شنیدن، ازن، اسید نیتریک (در صورت وجود رطوبتدر هوا) که بصورت گرد کدر سفید جمع می‌شود و نور (قوی‌ترین تشعشع در محدوده ماوراءبنفش و ضعیف‌ترین ان در ناحیه نور مرئی و مادون قرمز که می‌تواند با چشم غیر مسلحنیز در تاریکی با دوربین‌های ماوراء بنفش دیده شود) از نشانه‌های کرونای الکتریکیمی باشند. تخلیه بار ناشی از بهمن الکترونی در آزمایشگاه، به سه طریق مختلف مشاهدهمی شود. بهترین راه تشخیص کرونای مرئی است که به صورت نور بنفش از نواحی با ولتاژاضافی ساطع می‌شود.
دومین راه شناسایی کرونای صدادار است که در حالی که شبکه موردمطالعه در ولتاژی بالاتر از آستانه کرونا باشد صدایی به صورت هیس هیس قابل شنیدناست. امواج صوتی تولید شده به وسیله اغتشاشات موجود در هوای مجاور محل تخلیه بار، به وسیله حرکت یون‌های مثبت به وجود می‌آیند.
سومین و مهمترین راه مشاهده از نظر ظرکت برق اثرات الکتریکی استکه منجر به اختلال رادیویی می‌شود. حرکت الکترون‌ها (بهمن الکترونی) سبب ایجادجریان الکتریکی و در نتیجه به وجود آمدن میدان مغناطیسی و الکترواستاتیکی درمجاورت ان می‌شود. شکل گیری سریع و انی بودن این میدان‌ها ولتاز فرکانس بالایی درنزدیک آنتن رادیویی القا می‌کند و منجر به اختلال رادیویی می‌شود.

سه نوع مختلف از کرونا وجود دارد که در نمونه تست EHV درآزمایشگاه مشخص می‌شود: تخلیه پر مانند، تخلیه قلم مویی و تخلیه تابشی. تخلیه پرمانند، دیدنی‌ترین آنهاست 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 ولتازهایبالا تغییر می‌کند. بروز آثار صوتی این نوع به صورت هیس هیس بوده و به راحتی توسط یک ناظر با تجربه تشخیص داده می‌شود.

 

در تخلیه قلم مویی پرچمی از نور به صورت شعاعیاز 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 نور ضعیفی دارد که به نظر می‌رسد سطح هادیرا در بر گرفته است، ولی مانند نوع قلم مویی برجسته نیست. همچنین ممکن است در نواحیبحرانی سطح عایق‌ها در زمان بالا بودن رطوبت رخ دهد. معمولا صدایی با این نوع تخلیه همراه نیست.

 

منبع :سایت هادی حداد خوزانی