¿Por qué solo los aisladores de alto voltaje necesitan anillos corona?

Aisladores de alta tensiónRequieren anillos de corona (también llamados anillos de clasificación) para administrar la distribución del campo eléctrico y evitar la descarga de corona, que puede causar pérdida de energía, ruido audible, interferencia de radio y degradación del material. He aquí por qué son necesarios:

1. control de campo eléctrico
A voltajes muy altos (típicamente 230 kV y superiores), el campo eléctrico alrededor de los aisladores se vuelve altamente no uniforme, con concentraciones extremas cerca de los bordes afilados (por ejemplo, en el punto de unión del conductor).
Los anillos de corona suavizan el gradiente del campo eléctrico, reduciendo las áreas localizadas de alto estrés que podrían conducir a la ionización del aire y la descarga de corona.

2. Previniendo la descarga de corona
La corona ocurre cuando el campo eléctrico excede ~ 3 kV/mm (la fuerza de la avería del aire), causando la ionización parcial.
Sin anillos de corona, pequeñas irregularidades (como suciedad, arañazos o bordes de hardware) pueden desencadenar la corona, lo que lleva a:

Pérdida de potencia (ineficiencia)
Producción de ozono (daños aislamiento)
Interferencia de radiofrecuencia (RFI)
Ruido audible (sonidos de chispidos o chispidos)

3. clasificación del voltaje
LargoCuerdas aislantesEn los sistemas EHV (voltaje extra alto) tienen una distribución de voltaje desigual, con una mayor tensión cerca del extremo energizado.
Los anillos corona actúan como acopladores capacitivos, equilibrando la distribución de voltaje a lo largo de la cadena aislante, evitando una tensión excesiva en los discos individuales.

¿Por qué sólo alto voltaje?
Los voltajes más bajos (< 230 kV) tienen campos eléctricos más débiles, por lo que es menos probable que la corona se forme naturalmente.
Los diseños de aisladores para voltajes más bajos (por ejemplo, porcelana o polímero) no necesitan una clasificación adicional porque la tensión de campo es manejable sin anillos.
Los sistemas EHV (500 kV) y UHV (1000 kV) siempre utilizan anillos de corona debido a intensidades de campo extremas.

¿Dónde están instalados los anillos Corona?
En el extremo de la línea (lado energizado) de las cuerdas aislantes.
Cerca de las conexiones de hardware (abrazaderas, accesorios) donde existen bordes afilados.
A veces en ambos extremos (lado HV y lado conectado a tierra) para cuerdas muy largas.

Alternativa en algunos diseños
AlgunosAisladores del polímeroTienen dispositivos de clasificación integrados (por ejemplo, cobertizos moldeados con capas conductoras) en lugar de anillos separados.

Los anillos de corona son esenciales para que los sistemas EHV controlen los campos eléctricos, eviten la pérdida de energía y eviten los efectos secundarios dañinos de la descarga de corona. Los sistemas de bajo voltaje no los necesitan porque la tensión eléctrica está naturalmente por debajo del umbral de la corona.