Todo lo que necesitas saber sobre el efecto corona en aisladores
La ionización del gas que rodea a un conductor cargado produce un efecto eléctrico conocido como efecto corona. Este fenómeno se presenta de manera espontánea en las líneas de alta tensión y se caracteriza por un halo luminoso similar a las lámparas de descarga. Debido a que los conductores suelen tener una forma circular, el halo se configura en una corona, de ahí su denominación en inglés.
Tipos de coronaeditar
Tipos de efecto coronaEl efecto corona se puede clasificar como positivo o negativo, dependiendo de la polaridad de la tensión en el electrodo que lo provoca.
Si el potencial del conductor o sector que produce el efecto es mayor que el del electrodo receptor, se le conoce como corona positiva. Por otro lado, si el potencial del electrodo de origen es menor que el del electrodo final, se denomina corona negativa.
El comportamiento de estos dos tipos de coronas es notablemente diferente. Esto se debe a que, en el caso de la corona positiva, las partículas que transportan energía son electrones, mientras que en la corona negativa son iones de carga positiva. Debido a la diferencia de masa entre estas dos partículas, su movimiento es totalmente diferente.
Prevención y explicación del fenómeno de la corona en los conductores
El efecto corona es un fenómeno que se presenta en conductores eléctricos al producirse descargas de alta tensión en el aire circundante. Este fenómeno ocurre cuando la diferencia de potencial entre el conductor y el medio ambiente alcanza niveles suficientes para provocar la ionización del aire y así generar una descarga eléctrica visible.
Entre las consecuencias del efecto corona se encuentran las pequeñas chispas o arcos eléctricos que pueden producir ruido, interferencias en señales de radio y, en casos extremos, dañar los conductores y los equipos conectados a ellos. Por tanto, es importante tomar medidas para prevenir o reducir este fenómeno. Una de ellas es elegir materiales adecuados para los conductores, como el cobre o la plata, que presentan alta conductividad eléctrica y, por lo tanto, una menor probabilidad de generar el efecto corona.
Introduccióneditar
El proceso de efecto corona se produce cuando una corriente eléctrica fluye desde un electrodo con alto potencial hacia un medio neutro, generando ionización en el fluido y transformándolo en plasma alrededor del electrodo. Los iones que circulan por el medio pueden regresar al conductor con menor potencial o recombinarse para formar moléculas de gas neutro.
En ocasiones, la intensidad del campo eléctrico en ciertas zonas del fluido puede ser tan alta que provoca su ionización y lo convierte en conductor. Esto es común en circuitos y sistemas de distribución de energía donde existen puntas afiladas o bordes filosos, dando lugar al efecto punta. El aire que rodea estas puntas y bordes se ioniza y se vuelve conductor, creando un sistema compuesto por aire ionizado y conductor que se comporta como un único conductor.
El efecto corona suele ocurrir en zonas curvas de conductores y electrodos, como esquinas, puntas afiladas, bordes metálicos o cables de pequeño diámetro. Para prevenir o reducir este efecto, se diseñan los terminales, conectores y accesorios de los equipos de alta tensión con diámetros grandes y formas suaves y redondeadas, como esferas o toroides. Los anillos anticorona son uno de los elementos utilizados para suprimir el efecto y se colocan en los extremos de los aisladores en líneas de alta tensión.
Inspecciones de Descarga Diurnas
El EPRI (Electric Power Research Institute), junto con 5 miembros de una empresa de servicios, llevó a cabo inspecciones de descarga diurnas en doce líneas de transmisión de 115 y 138 kV para determinar si había presencia de actividad de descarga continua en los fittings de los extremos en condiciones de sequedad. Aunque estas inspecciones se centraron principalmente en un diseño específico, también se tuvo la oportunidad de examinar un número limitado de otros diseños. En la Figura n.° 7 se pueden ver ejemplos de observaciones del efecto corona.
Se detectó actividad de descarga de corona en condiciones secas en los fittings de los extremos de los aisladores poliméricos instalados en las doce líneas de transmisión de 115 kV y 138 kV que se inspeccionaron. No obstante, no todos los aisladores presentaban esta actividad de corona. Además, se observó que las correas del extremo muerto eran más propensas a sufrir descargas de corona que las configuraciones de postes con tirantes. Esta diferencia era esperada, ya que, según cálculos previos, el campo eléctrico suele ser más intenso en los aisladores del extremo muerto que en...
Conclusiones
Desde el año 2006, se ha observado un incremento en los fallos presentados por los aisladores poliméricos en líneas aéreas de 115 y 138 kV. Estos fallos son especialmente problemáticos, ya que se han producido principalmente en los aisladores críticos del extremo muerto, lo cual supone una amenaza para la fiabilidad del sistema debido al riesgo de que el conductor se caiga. Las investigaciones llevadas a cabo sugieren que estos fallos están causados por la presencia de campos eléctricos elevados en las proximidades de los fittings del extremo de alto voltaje o en los propios fittings del extremo de alto voltaje de dichos aisladores. Como resultado, podría ser necesario...
Según los resultados obtenidos en pruebas de laboratorio, se ha constatado que los niveles de actividad de corona en seco de los fittings del extremo en servicio han sido mayores de lo esperado. El análisis del campo eléctrico apunta a dos posibles explicaciones:1. A 115 y 138 kV, la proximidad de las fases cercanas aumenta considerablemente las magnitudes superficiales de campo eléctrico.
2. A pesar de que la mayoría de pruebas de laboratorio se realizan en configuraciones de suspensión, se ha observado que las magnitudes de campo eléctrico en los aisladores del extremo muerto y en ángulo son más altas.
Las consecuencias del fenómeno de la corona editar
El efecto corona puede tener repercusiones negativas en la transmisión de energía debido al ruido audible y las interferencias por radiación electromagnética. Esta fenomeno también puede generar óxidos nitrosos que afectan la salud en áreas urbanas, por lo que es importante diseñar todo el equipamiento eléctrico con el objetivo de minimizar su formación.En líneas de transporte de energía, el efecto corona es una de las principales fuentes de pérdida de energía. Por esta razón, es necesario implementar medidas para controlar y mitigar sus efectos negativos.
Para reducir el impacto del efecto corona, se puede optimizar el diseño de los conductores de energía y aumentar la distancia entre ellos. Además, mejorar el aislamiento y utilizar materiales especiales son medidas eficaces para prevenir la formación de óxidos nitrosos.
Es esencial concientizar sobre este tema y tomar medidas para controlar y minimizar sus efectos en la infraestructura eléctrica y en la población en general.Parámetros del Efecto Coronaeditar
El efecto corona se manifiesta cuando la tensión de la línea supera un nivel crítico, provocando la ionización del aire. Esta tensión se determina mediante la fórmula propuesta por el ingeniero F.W. Peek.
En la actualidad, la detección del efecto corona se ha convertido en una herramienta de diagnóstico fundamental para el control de componentes críticos en redes eléctricas. Para llevar a cabo este tipo de detección se utilizan cámaras de radiación ultravioleta de alta sensibilidad, como las populares CoroCAM de la empresa Amperis, que permiten registrar las radiaciones corona y ultravioleta para evaluar el estado de un equipo.
Las fallas en los equipos de alto voltaje suponen un riesgo muy elevado, por lo que es crucial llevar a cabo un mantenimiento preventivo que permita ahorrar costos. Las descargas parciales, que pueden ser causadas por defectos estructurales o problemas en el aislamiento, también pueden ser detectadas gracias a la radiación ultravioleta emitida durante los fenómenos de descarga.
A la hora de realizar un diagnóstico de descarga, el mejor método es, sin duda, el método óptico, ya que ofrece una mayor sensibilidad y resolución en cualquier situación. Así, se podrá obtener una gran cantidad de información sobre las condiciones del aislamiento del equipo y, por tanto, detectar cualquier posible defecto.
