Efecto Corona En Lineas De Alta Tension

EFECTO CORONA EN LINEAS DE TRANSMISION
Introducción
Las descargas por efecto corona se producen cuando la intensidad del campo eléctrico alrededor de la superficie del conductor de una línea de transmisión excede la rigidez dieléctrica del aire. El efecto corona se manifiesta como luz (halos violáceos en forma de corona alrededor del conductor), ruido audible, interferencia en radio ytelevisión, vibración en el conductor, producción de ozono y óxidos de nitrógeno. Además, causa disipación de potencia y energía que deben ser suministradas por alguna fuente de generación.
La rigidez dieléctrica del aire depende de varios factores. Entre los principales, se tienen los siguientes: el tipo de tensión eléctrica aplicado (continua, alterna o de impulso), la frecuencia del sistema, lascondiciones atmosféricas (presión, temperatura, humedad, niebla, lluvia, nieve, hielo), la naturaleza de las superficies de los conductores (las rugosidades, irregularidades, defectos, impurezas adheridas, la disposición relativa de los conductores y sus diámetros (conductores simples o subconductores), fotoionización disponible.
Mecanismo de descarga Corona
Las descargas corona se originanusualmente por la aceleración de electrones libres en un campo eléctrico, a través de un gas (el aire). Cuando estos electrones adquieren suficiente energía del campo eléctrico pueden producir nuevos iones liberando electrones de los átomos por colisión. Este proceso se denomina ionización por impacto de electrones, y el proceso de multiplicación de electrones o avalancha se muestra en la figura 1. Losprimeros electrones que inician el proceso de ionización son los que se encuentran libres en el aire y que son el resultado de fotoionización, de restos de material radioactivo en la superficie del suelo y del bombardeo cósmico a la tierra desde el espacio exterior.
Durante la aceleración en el campo eléctrico, el electrón choca con los átomos de nitrógeno y oxígeno y otros gases presentes en laatmósfera. La mayoría de estas colisiones son elásticas, similares a las colisiones entre bolas de billar. Los electrones pierden solo una pequeña parte de su energía cinética en cada colisión. Ocasionalmente, cuando la intensidad del campo eléctrico alcanza un cierto valor crítico, un electrón puede alcanzar tal velocidad que su colisión con un átomo no sea elástica; es decir, que el electróntendrá suficiente energía para golpear uno de los electrones de la orbita exterior de un átomo llevando a éste a un estado de mayor nivel de energía. El estado orbital de uno o más electrones cambia y el electrón impactante pierde parte de su energía cinética. Mas tarde, el electrón excitado o activado puede volver a su estado normal, resultando como consecuencia una radiación del exceso de energíaen forma de luz (corona visible). Un electrón puede también chocar (recombinarse) con un ión positivo, convirtiéndolo en un átomo neutro.
Después que un electrón choca con un átomo, se libera otro electrón. Cada uno de estos electrones puede, a su vez, liberar 2 electrones más. Por tanto, la reacción en cadena da lugar a un crecimiento muy rápido de la cantidad de electrones libres, generándoseuna avalancha de electrones denominada Proceso de Avalancha Townsend.
Para la mitad negativa del ciclo, la avalancha de electrones se mueve alejándose de la superficie del conductor hacia las zonas de campo eléctrico más débiles, y cesa de avanzar cuando este campo se hace tan débil que no produce la aceleración suficiente de los electrones para alcanzar la velocidad de ionización.
Los ionespositivos dejados tras la avalancha de electrones se mueven hacía el electrodo negativo; pero, este movimiento es muy lento debido a la masa de estos iones, pues, para moléculas de aire es del orden de 50 000 veces la masa del electrón. Estos iones positivos atraen electrones libres erráticos y, cuando los capturan, se convierten en moléculas neutras de aire. El nivel de energía de una molécula...