Comment l'effet corona peut influencer les lignes de transmission aériennes

Comme nous l'avons vu dans nos articles précédents sur les lignes de transmission comment l'énergie électrique est transmise par les conducteurs de ligne de transmission de la maison de production aux locaux du consommateur. Lors de la transmission de l'énergie électrique aux utilisateurs, les conducteurs présentent des effets visuels et sonores. En conséquence, une perte de puissance se produit sur les lignes de transmission, connue sous le nom d'effet Corona.

Qu'est-ce que l'effet corona / la décharge dans les lignes de transmission ?

"Le phénomène de la lueur violette, du bruit de sifflement et de la production d'ozone dans une ligne de transmission aérienne est appelé couronne"

Lorsqu'une différence de potentiel alternative est appliquée sur des lignes de transmission à deux conducteurs dont l'espacement est supérieur à leur diamètre de section. Aucun changement n'apparaît dans l'air entourant les fils si la tension est faible. Mais lorsque la différence de potentiel dépasse une certaine valeur appelée tension perturbatrice critique, les conducteurs sont entourés d'une faible lueur violette appelée couronne. Cet effet peut s'accompagner d'un sifflement, d'une lueur violette, d'interférences radio et de la production d'ozone.

Plus la tension est élevée, plus l'enveloppe lumineuse produite autour des conducteurs, le son et la perte de puissance sont importants. Et si la différence de potentiel dépasse la valeur de claquage, un contournement s'est produit entre les conducteurs et brûle l'isolation à l'air. Si les conducteurs sont lisses et polis, une lueur uniforme apparaîtra autour des conducteurs tandis que les points rugueux apparaîtront plus brillants sur les conducteurs polis. Avec la tension continue, la couronne est différente. Le fil positif a une lueur uniforme autour tandis qu'une lueur tachetée est observée autour du fil négatif.

Théorie de la formation de la couronne :

           Une certaine ionisation est toujours présente dans l'air en raison des rayons cosmiques, ultraviolets et de la radioactivité. Ainsi, dans des conditions normales, l'air contient des électrons libres, des ions négatifs et des molécules neutres. Mais lorsque la différence de potentiel entre les conducteurs dépasse une certaine valeur, un gradient de potentiel se crée à la surface du conducteur. Lorsque le gradient de potentiel atteint jusqu'à 30kv/cm, ce qui est suffisant pour que l'électron libre frappe une molécule neutre avec suffisamment de force pour émettre un électron. Ce processus se produit dans d'autres molécules qui émettent plus d'électrons libres. Ce processus est cumulatif, c'est pourquoi de nombreux électrons ont sauté dans l'air entourant les conducteurs, l'air est maintenant ionisé et l'étincelle se produit entre les conducteurs. Maintenant, l'effet corona peut être divisé en deux parties, l'une est le son et l'autre est la partie visuelle.

1. Tension perturbatrice critique  : Il s'agit de la tension phase-neutre minimale à laquelle l'effet corona se produit. considérez deux conducteurs de rayons r et l'espace b/w eux est d. si V a appliqué une tension, alors le gradient de potentiel à la surface des conducteurs est,

   g =[V/ r loge (d/r)] volts/cm 

2. Tension critique visuelle : C'est la tension phase-neutre minimale à laquelle une lueur apparaît tout autour des conducteurs. On a vu que dans le cas de conducteurs parallèles, l'effluve ne commence pas à la tension disruptive Vc mais à une tension plus élevée, Vv appelée tension critique visuelle. La valeur efficace de phase neutre de la tension critique visuelle est donnée par la formule suivante,
   

Facteurs affectant le corona

Le phénomène de couronne peut être affecté par l'état physique de l'atmosphère ainsi que par l'état de la ligne. Voici les facteurs dont dépend le corona.

1. Ambiance :Comme la couronne s'est formée en raison de l'ionisation de l'air entourant les conducteurs, la couronne est donc affectée par l'état physique de l'atmosphère. Par temps orageux, le nombre d'ions est supérieur à la normale, de sorte que la couronne peut se produire à une tension beaucoup moins élevée par rapport au beau temps.

2. Taille et forme du conducteur :La couronne peut également être affectée par la forme physique et la taille du conducteur. Si la surface du conducteur est irrégulière, elle donnera lieu à la couronne par rapport au conducteur solide. Parce que l'inégalité du conducteur produit plus de risques de corona qu'un conducteur à surface lisse.

3. Espacement n/b des conducteurs :L'espacement entre les conducteurs de la ligne de transmission doit être supérieur au diamètre des conducteurs car si l'espacement b/w les conducteurs est inférieur l'air entourant les conducteurs peut être ionisé à basse tension.

4. Tension secteur :La tension de ligne affecte grandement la couronne. Si la tension de ligne est faible, il n'y aura pas de changement dans l'air environnant et, par conséquent, aucune couronne ne se formera. Cependant, si la tension de ligne dépasse une certaine valeur, les contraintes électrostatiques développées à la surface des conducteurs qui ionisent l'air et la couronne se forment.

Méthodes de réduction de l'effet corona

Il a été observé que des effets corona intenses sont observés à une tension de fonctionnement de 33 kv ou plus ; par conséquent, il convient de veiller lors de la conception des lignes de transmission et des sous-stations à éviter ce type d'effets énormes et destructeurs d'une couronne. Voici les méthodes de réduction des effets de la décharge corona.

1. En augmentant la taille du conducteur :En augmentant la taille du conducteur, la tension à laquelle l'effet corona se produit est augmentée et donc les effets corona sont considérablement réduits.

2. En augmentant l'espacement des conducteurs :En augmentant l'espace entre les conducteurs des lignes de transmission, on peut réduire considérablement l'effet corona. Nous devrions augmenter l'espace des conducteurs b/w à partir de l'espace où la couronne se produit. L'augmentation de l'espace permet d'accueillir plus de particules entre les conducteurs.

Avantages et inconvénients de l'effet corona

Corona présente de nombreux avantages et inconvénients. Dans la conception correcte d'une ligne aérienne à haute tension, les avantages et les inconvénients suivants sont considérés comme les plus importants.

Mérite

1. En raison de l'effet corona, les conducteurs n/b de l'espace sont ionisés et deviennent un chemin conducteur, de sorte que le diamètre virtuel du conducteur est augmenté.
2. Corona réduit les effets des transitoires produits par les surtensions.

Démérites

1. Corona s'accompagne d'une perte d'énergie. Cela affecte l'efficacité des lignes de transmission.
2. L'ozone est également produit dans la couronne et peut provoquer de la corrosion.
3. Le courant consommé par la ligne en raison de la couronne est non sinusoïdal et, par conséquent, une chute de tension non sinusoïdale se produit dans la ligne.