In che modo l'anello corona aiuta a scaricare la corona?

La scarica a corona è il flusso di corrente dall'elettrodo all'aria esterna. La scarica della corona avviene (tra l'altro) nelle linee elettriche ad alta tensione.

Un modo per ridurre la scarica della corona in questo caso consiste nell'utilizzare i cosiddetti anelli corona: si tratta solo di un anello fatto di un'asta di metallo spesso posizionata ortogonalmente al filo in modo che il filo passi attraverso l'anello. L'anello è montato sul palo della linea di alimentazione e messo a terra.

In che modo aiuta? Mi aspetto che invece del flusso di corrente "filo-aria" inizierebbe un flusso di corrente "filo-anello" e sarebbe lo stesso. Perché l'uso dell'anello corona elimina lo scarico della corona?

La risposta di Russell è buona. Per chiarire come funziona corona:

Quando il campo elettrico in un punto nell'aria è abbastanza forte, alcuni elettroni vengono rimossi dagli atomi e l'aria diventa un plasma conduttivo anziché un isolante. Quando un oggetto è ad alta tensione e presenta una piccola curvatura (filo, punti acuminati), il campo nella regione circostante può avere un'intensità di campo abbastanza elevata da consentire che ciò accada, formando uno strato conduttivo di aria, che è quindi circondato dalla normale aria isolante. Se anche la forza attorno a questo strato conduttivo è abbastanza alta (se la regione conduttiva è appuntita), lo strato conduttivo può aumentare e aumentare di dimensioni (di solito in una direzione) fino a formare un percorso conduttivo completo verso un altro oggetto, e quindi un enorme la corrente scorre sotto forma di arco .

Anche se la forma del campo è tale da non poter formare un arco, può comunque formare una scarica a corona . Questo è quando uno strato conduttivo di plasma smette di espandersi e si trova lì attorno al filo e gli ioni nello strato di plasma vengono respinti in aria neutra, dove si spostano lentamente fino a scaricarsi su un altro oggetto. Questo è ancora un flusso di corrente, solo molto più piccolo di un arco.

L'anello corona cambia la forma del campo elettrico, diffondendolo in un certo senso, in modo che non sia più abbastanza forte in qualsiasi punto per ionizzare l'aria.

Sommario:

• Il ruolo dell'anello corona è quello di distribuire il gradiente del campo elettrico e abbassare i suoi valori massimi al di sotto della soglia della corona, impedendo la scarica della corona. *

• Fare riferimento al "superbo riferimento" di seguito per una spiegazione estremamente valida degli aspetti teorici e pratici.

Un anello corona è un anello conduttore montato all'estremità o radialmente all'esterno dell'estremità di un isolante in un sistema ad altissima tensione, (in genere 200 kV +)

Il ruolo dell'anello corona è quello di eliminare o ridurre la ionizzazione dell'aria con scarico corona associato. Lo scarico della corona danneggia gli isolanti e può produrre prodotti di avaria che possono causare un catastrofico fallimento dell'isolamento.

Un anello corona funziona modificando la forma dell'intensità del campo elettrico in modo da ridurre il tasso di variazione del campo nel caso peggiore sull'isolante, riducendo in tal modo il potenziale di picco attraverso l'aria circostante al di sotto della tensione di rottura di circa 10 kV per pollice (a secco aria, frequenze di rete).

Un utile ruolo secondario è quello di rimodellare la distribuzione del campo elettrico attraverso una pila di isolatori in modo che la caduta potenziale per isolante sia più uniforme, riducendo così le sollecitazioni di rottura sull'isolatore con la caduta di tensione più elevata. Una pila di isolatori simmetrici utilizzati per l'isolamento EHV avrà una caduta di tensione molto maggiore attraverso gli isolanti all'estremità "calda" della pila. Differenze superiori a 10: 1 possono verificarsi nelle stringhe isolanti lunghe, con in alcuni casi più della metà della caduta EHV totale che si verifica attraverso i primi 3 o 4 isolatori. Il rimodellamento del campo da parte di un anello corona può utilmente ridurre questo squilibrio, ma una parte sproporzionatamente grande della tensione totale può ancora essere trasportata dai primi pochi isolanti.

Gli anelli della corona sono visibili alle due estremità degli isolanti nella foto sotto.

L'immagine sopra è presa da questa superba discussione sugli effetti e sul trattamento della corona nel mondo reale * Il loro riassunto dell'uso degli anelli della corona è così sintetico che l'ho usato per il mio riassunto all'inizio di questa risposta. (Ho trovato questo articolo solo dopo aver scritto la versione più lunga sopra ;-). ) Notano - Il ruolo dell'anello corona è quello di distribuire il gradiente del campo elettrico e abbassare i suoi valori massimi al di sotto della soglia della corona, impedendo la scarica della corona.

Wikipedia osserva che nei sistemi di alimentazione, ad esempio, gli anelli a corona da 220 kV possono essere montati a destra su un'estremità degli isolanti e su entrambe le estremità a 500 kV +.

Riferimento superbo - Ecco un ottimo documento sulla riduzione della corona e la funzionalità dell'anello corona - EFFETTI DEL DESIGN DELL'ANELLO CORONA SULL'INTENSITÀ DEL CAMPO ELETTRICO E DISTRIBUZIONE POTENZIALE LUNGO UNA STRINGA DI ISOLAMENTO

Questo articolo del 2010 rileva il verificarsi di danni alla corona e guasti degli isolanti a tensioni inferiori rispetto a quanto si è visto tradizionalmente, apparentemente a causa dell'uso di nuovi isolanti polimerici. In alcune configurazioni sono stati segnalati guasti e / o danni a partire da 115 kV di linee, rispetto alle aspettative di non aver bisogno della protezione dell'anello corona di seguito, come in passato 161 kV. Anelli della corona: sono necessari? - La modellazione prevede livelli corona basati su configurazione, hardware e tensione di linea.

Discussione di gruppo breve ma utile qui

L'IPRI (Istituto di ricerca sull'energia elettrica) pubblica articoli su una serie di questioni relative al potere. Ecco alcuni dei loro riferimenti sul riutilizzo degli anelli corona

Illustrazione delle distribuzioni del campo elettrico con e senza corona ad anello su una stringa multi-isolante. Vedi il documento "riferimento superbo" sopra per la discussione.

Esempi estremi:

A partire dal

Riguarda la densità di carica - l'anello aumenta l'area superficiale e il raggio di curvatura, riducendo la densità di carica al di sotto di quella che causerebbe una corona significativa da cose come bordi affilati alle articolazioni ecc.

L'anello è montato sul palo della linea di alimentazione e messo a terra ?

La maggior parte degli anelli corona non sono collegati a terra.

Alcune pile di isolatori hanno solo un anello corona: è sempre alla fine della linea.

L'anello corona all'estremità della linea degli isolatori è collegato alla linea di alimentazione. Quell'anello corona ha la stessa alta tensione della linea elettrica. (Quell'anello corona non è collegato a terra).

Occasionalmente c'è un secondo anello corona all'estremità terrestre della pila. L'anello corona all'estremità terrestre della pila è l'unico anello corona collegato a terra.

In che modo aiuta? Mi aspetto che invece del flusso di corrente "filo-aria" inizierebbe un flusso di corrente "filo-anello" e sarebbe lo stesso. Perché l'uso dell'anello corona elimina lo scarico della corona?

Hai ragione: se, ipoteticamente, tutti gli anelli fossero collegati a terra, il flusso di corrente filo-anello sarebbe altrettanto cattivo e probabilmente peggiore del flusso di corrente filo-aria (corona) senza gli anelli.

Il campo elettrico circolerà sull'anello anziché sulla superficie dell'isolante in modo da ridurre la scarica della corona.