Efecto Corona en Líneas de Transmisión Eléctrica: Tipos, Consecuencias y Mitigación
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Efecto Corona en Líneas de Transmisión Eléctrica
¿Qué es el Efecto Corona?
El efecto corona se produce cuando la intensidad del campo eléctrico excede la rigidez dieléctrica del aire. Este fenómeno depende de varios factores como el tipo de voltaje, la temperatura, la densidad relativa del aire y la humedad.
Consecuencias del Efecto Corona
Las principales consecuencias del efecto corona son:
- Pérdidas en forma de calor.
- Oscilaciones de alta frecuencia que se transmiten en toda la línea, provocando perturbaciones en radio y televisión (RF).
Tipos de Descargas de Corona
- Descarga Trichel: De poca importancia.
- Descarga de Puntas: Aparece al aumentar el gradiente superficial.
- Corona de Transición: Luz tenue en la rugosidad del conductor y ruido siseante.
- Corona Luminiscente: Luz en todo el conductor y olor a ozono.
Métodos de Cálculo
Existen métodos experimentales y empíricos, como las fórmulas de Prinz y Peek:
PCA = (242/dr)(f+25)(√(r/D))(V-Vo)²(10⁻⁵) Kw/Km
Donde:
- dr: densidad relativa del aire
- f: frecuencia
- r: radio del conductor en cm
- D: separación entre conductores en cm
- Vo: voltaje crítico de corona
- V: voltaje de fase en Kv
dr = (3.92b)/(2.73+t)
Donde:
- b: presión barométrica en cm de Hg
- t: temperatura en °C
Vo = 48.5 * r * m1 * log(D/r)
Interferencia en las Comunicaciones
El efecto corona genera pérdidas por ionización del aire, lo que produce interferencia en las comunicaciones.
Efecto Corona y Sobretensiones
El efecto corona ayuda a atenuar las ondas de sobretensión.
Clasificación de Líneas de Transmisión según su Longitud
- Cortas: < 80 km
- Medias: 80-240 km
- Largas: > 240 km
Campo Eléctrico
El campo eléctrico describe la interacción entre dos cargas eléctricas. La fuerza que ejerce la carga Q sobre otra carga q situada a una distancia r es:
E = Kq/r
Potencial Eléctrico
El potencial eléctrico es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba:
ΔV = ΔU/q
Gradiente de Potencial
E = -∇V
Apantallamiento
El apantallamiento consiste en aislar electrostáticamente un elemento eléctrico.
Tensiones Nominales
- 220 - 1 kV
- 1 - 33 kV
- 33 - 500 kV
- > 500 kV
220/380/440 V
60/138/220 kV
Problemas para Medir el Efecto Corona
La localización geográfica de la línea afectada y las condiciones climáticas dificultan la medición del efecto corona.
Tensión Crítica de Corona
La tensión crítica de corona (Vo) es el voltaje al cual el efecto corona llega a su límite en la descarga:
Vo = 48.5 * r * m1 * log(D/r)
Consideraciones para Líneas UHV
Cinco aspectos importantes a considerar para determinar las características principales de una línea UHV (Ultra High Voltage):
- Impacto ambiental
- Flujo de potencia P y Q
- Longitud de la línea
- Aspectos económicos de la construcción
- Estabilidad y confiabilidad de la línea
Resistencias Limitadoras de Flashovers/Flameos
Las resistencias que limitan los flashovers/flameos están hechas de nicrom.
Características de los Descargadores de Sobretensión
Los descargadores de sobretensión deben funcionar cuando el voltaje a plena carga excede su valor nominal.
Transmisión en CA
La transmisión en corriente alterna (CA) presenta pérdidas por consumo de potencia reactiva (Q), lo que reduce su capacidad de transmisión y genera problemas de cortocircuito.
Transmisión en HVDC
La transmisión en corriente continua de alta tensión (HVDC) es más eficiente, tiene menor impacto ambiental, pero presenta un mayor costo de mantenimiento.