Comprendre l'Effet Corona : Impact sur les Lignes Aériennes de Transport

Nous avons vu comment l'énergie est transportée par lignes aériennes. Pendant le transport, les conducteurs présentent des effets visuels et sonores, entraînant des pertes de puissance : l'effet corona.

Qu'est-ce que l'Effet Corona / Décharge Corona dans les Lignes de Transport ?

« Le phénomène de lueur violette, bruit de sifflement et production d'ozone sur une ligne aérienne est appelé corona »

Quand une tension alternative est appliquée entre deux conducteurs dont l'écartement est grand par rapport à leur diamètre, rien ne se passe si la tension est faible. Mais au-delà d'une valeur critique (tension critique de rupture), les conducteurs sont entourés d'une faible lueur violette : le corona. Accompagné de sifflement, lueur violette, perturbations radio et production d'ozone.

Plus la tension est haute, plus l'enveloppe lumineuse est grande, le bruit et les pertes importants. Si la tension dépasse la valeur de claquage, un arc se forme entre conducteurs, détruisant l'isolement de l'air. Conducteurs lisses et polis → lueur uniforme ; points rugueux → points plus brillants. En courant continu : fil positif = lueur uniforme ; fil négatif = lueur par taches.

Théorie de la formation du corona :

L'air contient toujours quelques ions libres (rayons cosmiques, UV, radioactivité). Sous tension, un gradient de potentiel se forme à la surface des conducteurs. À 30 kV/cm, les électrons libres heurtent les molécules neutres avec assez d'énergie pour en éjecter d'autres électrons. Processus cumulatif → avalanche d'électrons → air ionisé → étincelle entre conducteurs. Le corona se divise en partie sonore et partie visuelle.

1. Tension critique de rupture : Tension phase-neutre minimale où le corona apparaît. Pour deux conducteurs de rayon r, distance d, tension V : gradient g = V / [r ln(d/r)] volts/cm.
2. Tension critique visuelle : Tension phase-neutre minimale où une lueur apparaît sur toute la longueur. Pour conducteurs parallèles, la lueur ne commence pas à Vc mais à Vv > Vc. Valeur efficace : formule dans l'image.
   

Facteurs influençant le corona

Le corona dépend de l'état physique de l'atmosphère et de l'état de la ligne :

1. Atmosphère : Par temps orageux, plus d'ions → corona à tension plus faible qu'en temps calme.
2. Taille et forme du conducteur : Surface irrégulière → plus de corona que conducteur lisse. L'irrégularité favorise le corona.
3. Espacement entre conducteurs : Doit être supérieur au diamètre. Espacement réduit → ionisation à plus basse tension.
4. Tension de ligne : Tension faible = pas de corona. Au-delà d'une valeur critique, contraintes électrostatiques ionisent l'air → corona.

Méthodes de réduction de l'effet corona

Effets intenses observés à 33 kV et plus. Soins requis lors de la conception lignes et postes :

1. Augmenter la taille du conducteur : Relève la tension d'apparition du corona → effets considérablement réduits.
2. Augmenter l'espacement : Augmenter l'espace entre conducteurs réduit considérablement le corona. Plus d'espace = plus de place pour les particules.

Avantages et inconvénients du corona

Dans la conception correcte de lignes HT, on considère :

Avantages :

1. L'air ionisé devient conducteur → diamètre virtuel du conducteur augmenté.
2. Le corona réduit les effets des transitoires de surtension.

Inconvénients :

1. Perte d'énergie → rendement de la ligne réduit.
2. Production d'ozone → corrosion possible.
3. Courant non sinusoïdal → chute de tension non sinusoïdale dans la ligne.