DESCRCAREA CORONA PE CONDUCTOARE

1. Baze teoretice

Descrcarea corona, fenomen specific cmpurilor electrice puternic neuniforme,

reprezint faza iniial a procesului de strpungere electric n acest caz. Apariia acestui

stadiu al descrcrii este condiionat de atingerea unei intensiti a cmpului electric la

suprafaa conductorului, suficient pentru a fi ndeplinit condiia de autonomie a descrcrii.

Cu ct cmpul electric ntre electrozi este mai puternic neuniform, cu att descrcarea corona

apare la o tensiune aplicat mai mic fa de tensiunea de strpungere a intervalului. Dac

tensiunea aplicat este meninut constant la o valoare mai mare dect aceea la care este

atins condiia de autonomie, dar mai mic dect tensiunea de strpungere, descrcarea

corona ocup o zon limitat, realtiv constant, n jurul electrodului cu raz mic de curbur.

Prezena descrcrii corona este sesizat printr-un zgomot specific ca i prin degajarea de

radiaii luminoase, fenomene a cror intensitate este proporional cu tensiunea aplicat.

Pentru transportul energiei pe linii electrice aeriene de nalt tensiune, descrcarea

corona este un fenomen duntor, deoarece este nsoit de pierderi de energie i perturbaii

radioelectrice. n raport cu formarea i propagarea supratensiunilor n reele descrcarea

corona este un factor care contribuie la reducerea amplitudinii acestora datorit modificrii

parametrilor transversali ai liniilor (conductana i capacitatea) i pierderilor de energie pe

care le provoac.

Intensitatea critic a cmpului electric, la care apare descrcarea corona, se calculeaz n

cazul conductoarelor cilindrice cu relaii empirice de forma:

+= 3,0

0cr )r(

07,118,18E (1) sau

)308,01(31

0rE cr += (2)

n care:

r0 raza conductorului (cm);

1

Descrcarea corona

densitatea relativ a aerului.

Tensiunea critic corespunztoare se calculeaz cu relaia

0

02lnrhmrEU crcr = (3)

unde m

Descrcarea corona

Exprimnd intensitatea cmpului electric pe conductorul liniei reale

0023 rCUE RRR =

i pe model

002 rCUE MMM = ,

din egalarea lor se obine:

M

RRM C

CUU =3 (7)

Capacitile pe unitate de lungime ale conductorului liniei reale i pe model snt:

0

0R

rDln

2C = , respectiv 0

0M

rRln

2C

= , (8)

n care D este distana medie geometric ntre conductoarele liniei trifazate. Dac conductorul

liniei este scindat, calculele se vor face cu aceleai relaii, folosind ns raza echivalent a

fascicolului

drre 0= , (9) valabil pentru dou conductoare pe faz, aflate la distana d ntre ele.

Pierderile de energie pe unitate de lungime a liniei reale se pot determina cu relaia:

PR=3PM, (10) unde PM reprezint pierderile pe faz calculate pe model cu relaia (6)

2. Indicaii metodice i prelucrarea rezultatelor experimentale

n laborator descrcarea corona se va studia pe modele experimentale de cmp electric

puternic neuniform n configuraiile conductor plac i conductor cilindru dispui

coaxial.

2.1. Descrcarea corona la tensiune continu

Se utilizeaz montajul din fig. 1, care conine: instalaia pentru producerea tensiunii

nalte continue, ITC, cuprinznd i dispozitivul de msurare a tensiunii i avnd posibilitatea

Tehnica tensiunilor nalte-Lucrri de laborator 2005

3

Descrcarea corona

de schimbare a polaritii tensiunii produse; conductorul C, pe care are loc descrcarea

corona; electrodul plac format dintr-o zon central pentru msurare (EM) i dou zone

laterale de gard, avnd forma profilului Rogowski; circuitul de msurare a curentului corona

format din A-metru i butonul de untare, normal nchis, B; circuitul de oscilografiere a

curentului corona format din rezistena R, cablul coaxial K i osciloscopul catodic O.C.

Tehnica tensiunilor nalte-Lucrri de laborator 2005

4

Fig. 1. Montaj pentru studiul descrcrii corona la tensiune continu

Se folosesc, drept conductor C, eantioane de conductor cilindric neted cu diferite

diametre, de conductor funie, de conductor profilat special (de exemplu conductor cu seciune

stelat pentru electrofiltre).

Ordinea operaiilor experimentale este:

a) Se determin tensiunea de strpungere, Ud, a intervalului conductor plac,

electrodul de msur fiind legat la pmnt (circuitul de msurare untat). Aceast valoare este

necesar pentru a efectua ncercarea de la punctul b) fr a expune aparatul de msurare a

curentului la o suprasolicitare periculoas.

b) Se determin caracteristica tensiune curent a descrcrii corona pe o plaj a

tensiunii aplicate ntre Ud i 0,8 Ud .

c) Se determin tensiunea critic cu ajutorul osciloscopului, ca fiind valoarea

tensiunii la care apar primele impulsuri de curent corespunztoare stadiului de avalan a

descrcrii corona.

Experimentele se reiau n aceeai ordine modificnd distana conductor plac,

polaritatea conductorului, diametrul conductorului.

Pentru fiecare caz se calculeaz pierderile corona cu relaia (5). Rezultatele se nscriu

ntr-un tabel i se traseaz grafic curbele Ik=f(U) i Pk=f(U) pentru toate cazurile studiate. De

CEM

EGEGITC

BA K

OCR

Descrcarea corona

asemenea se calculeaz, acolo unde este posibil, tensiunea critic, utiliznd relaia (3) i se

compar cu valoarea obinut experimental.

Se noteaz observaiile privind particularitile, privind aspectele vizual i acustic a

descrcrii corona n cazurile studiate.

2.2 Descrcarea corona la tensiune alternativ

Se utilizeaz montajul din fig.2, care conine: transformatorul de ncercare T, avnd n

pupitrul de comand i un voltmetru de vrf pentru msurarea tensiunii n nfurarea

secundar; condensatorul etalon Ce, avnd dielectric gazos; sistemul de electrozi coaxiali

conductor cilindru n care cilindrul exterior este format din trei seciuni - un electrod central

pentru msurare EM i doi electrozi de gard EG. Diametrul cilindrului este de 380 mm,

lungimea electrodului de msurare 1300 mm; puntea Schering de nalt tensiune, tip PSBI

A 72.

T

EGEM EG

Ce

CK

PSBI-A72 N Cx Ce

Fig. 2 Montaj pentru studiul descrcrii corona la tensiune alternativ de frecven industrial

Experimentele decurg n urmtoarea ordine: a) Pentru fiecare conductor folosit se va determina tensiunea disruptiv, Ud la fel ca

mai sus.

b) Utiliznd eantioane de conductor de acelai fel cu acelea utilizate la experimen-

tele cu tensiune continu, se vor determina mrimile Ck i tg cu ajutorul punii Schering

pentru diferite valori ale tensiunii aplicate. Dispozitivul experimental permite instalarea a 1, 2

sau 3 conductoare n paralel. Se va folosi aceast posibilitate pentru a observa influena

scindrii conductorului asupra mrimii pierderilor corona;

c) folosind un conductor 0l A1 pentru LEA, se vor face aceleai determinri ca la

punctul b), incluznd ntre tensiunile aplicate i valorile calculate cu relaia (8) pentru dou

trepte de tensiuni nominale utilizate pe LEA.

Tehnica tensiunilor nalte-Lucrri de laborator 2005

5

Descrcarea corona

Prelucrarea rezultatelor const n:

- calculul pierderilor de energie activ pe unitate de lungime, pentru fiecare

conductor folosit, cu ajutorul relaiei (6);

- calculul pierderilor corona pe linia real, cu ajutorul relaiei (11);

- calculul razei echivalente a conductorului coronat n funcie de tensiunea aplicat, folosind relaia:

kCe Der2

= obinut plecnd de la relaia (8), n care D este diametrul electrodului cilindric exterior.

- se reprezint grafic pierderile corona Pk=f(U) pe acelai sistem de axe, pentru toate

cazurile considerate.

Bibliografie

1. Gavrila N., Olah R., Gu M., Dudici M, Tehnica tensiunilor nalte. IPIai,

1975, pag. 92 113.

Tehnica tensiunilor nalte-Lucrri de laborator 2005

6

DESCRCAREA CORONA PE CONDUCTOARE Bibliografie