¿Cómo entender los anillos de corona y aisladores de vidrio?

Comprensión de los anillos de corona y aisladores de vidrio conNooaEléctricoUna relación simbiótica en sistemas de alto voltaje

Acerca de la transmisión de electricidad de alto voltaje, la entrega confiable y segura de energía depende del rendimiento de componentes cruciales como aisladores de vidrio y anillos de corona. Aunque aparentemente simple, su interacción es un ejemplo fascinante de diseño de ingeniería para controlar poderosas fuerzas eléctricas. En esencia, los aisladores de vidrio proporcionan la separación eléctrica necesaria, mientras que los anillos de corona protegen estos aisladores de un fenómeno destructivo conocido como descarga de corona.

AAislador de vidrioEs un dispositivo diseñado para soportar y separar los conductores de alta tensión de una estructura conectada a tierra, como una torre de transmisión. Formados a partir de vidrio templado especialmente formulado, estos aislantes poseen una alta resistencia dieléctrica, lo que significa que resisten el flujo de corriente eléctrica. Su característica forma de campana y su serie de faldas no son arbitrarias; están meticulosamente diseñadas para aumentar la "distancia de fuga", el camino que un arco eléctrico tendría que recorrer a lo largo de la superficie del aislador para llegar a la torre conectada a tierra. Este diseño ayuda a prevenir las descargas disruptivas, que son esencialmente cortocircuitos a través del aire.

Sin embargo, una cadena de aisladores de vidrio que soportan una línea de alto voltaje no está bajo tensión eléctrica uniforme. El campo eléctrico, una región de fuerza invisible creada por el alto voltaje, no se distribuye uniformemente. La concentración más alta de este campo eléctrico ocurre en el "extremo energizado" delCadena aisladorEl punto más cercano a la línea eléctrica. Esta intensa presión eléctrica en un punto específico es la raíz de un problema importante.

Cuando la intensidad del campo eléctrico en la superficie de un conductor o hardware aislante excede la fuerza dieléctrica del aire circundante, puede ionizar las moléculas de aire. Esta ionización crea un resplandor luminoso, a menudo de color púrpura, acompañado por un sonido de chispita o crepita. Este fenómeno se llama descarga corona.

Si bien puede parecer una fuga de energía menor, la descarga de corona tiene varios efectos perjudiciales en un sistema de transmisión de energía:
Pérdida de potencia: Representa una fuga continua de energía eléctrica a la atmósfera.
Ruido audible y de radio: la descarga genera ruido audible e interferencia electromagnética que puede interrumpir las señales de radio y comunicación.
Degradación del material: Los subproductos químicos de la descarga de corona, principalmente el ozono (O 3) y el ácido nítrico (HNO 3) formados en presencia de humedad, son altamente corrosivos. Con el tiempo, estas sustancias pueden degradar la superficie del aislante de vidrio y sus accesorios metálicos.
Precursor de Flashover: En algunos casos, la descarga de corona severa puede crear una ruta conductora en el aire, aumentando la probabilidad de un flashover completo, que puede causar cortes de energía y daños al equipo.

Aquí es donde el anillo de corona entra en juego. Un anillo de corona es un anillo conductor liso, circular o toroidal (en forma de rosquilla) que se instala en el extremo energizado de la cadena del aislante de vidrio. Está conectado eléctricamente al conductor de alta tensión.

La función principal de un anillo corona es modificar y controlar el campo eléctrico. Al introducir una superficie conductora más grande y suave, el anillo corona redistribuye efectivamente las líneas del campo eléctrico, haciéndolas más uniformes a través de la cadena aislante. Reduce perceptiblemente la alta concentración del campo eléctrico en los puntos agudos deHardware del aislador(Tapa y pin).

Esta redistribución del campo eléctrico tiene varios beneficios críticos:

Al reducir la intensidad máxima del campo eléctrico por debajo del umbral requerido para ionizar el aire, el anillo de corona evita la formación de descarga de corona.
Protege el aislador: Al mitigar la corona, el anillo protege el aislador de vidrio y su hardware de los efectos corrosivos del ozono y el ácido nítrico, extendiendo así su vida útil y asegurando su confiabilidad a largo plazo.
Mejora la distribución de voltaje: el anillo corona también ayuda a igualar la distribución de voltaje a través de las unidades aislantes individuales en una cadena. Sin un anillo, los primeros aisladores en el extremo energizado soportan una parte desproporcionadamente alta del voltaje total. El anillo ayuda a distribuir este voltaje de manera más uniforme, reduciendo la tensión eléctrica en cualquier aislante individual.

Entonces, según lo mencionado anteriormente por Nooa Electric: la relación entre los aisladores de vidrio y los anillos corona es una asociación crítica en la ingeniería de alto voltaje. El aislante de vidrio proporciona el aislamiento esencial, mientras que el anillo de corona actúa como un guardián vital, protegiendo el aislante de los efectos dañinos de los campos eléctricos altos. Esta solución elegante y eficaz garantiza la transmisión segura, fiable y eficiente de la energía eléctrica a largas distancias. Para las líneas de transmisión que operan a voltajes muy altos, típicamente de 230 kilovoltios (kV) y superiores, la presencia de anillos de corona no solo es beneficiosa sino esencial para la longevidad y el funcionamiento adecuado de todo el sistema.