7 Perdas por Corona

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X)-O Efeito Corona:
	Os corpos chamados condutores possuem elevado número de elétrons livres. O ar, considerado dielétrico, não os deveria possuir. Na realidade, existem sempre alguns elétrons livres no ar e, também, íons positivos, produzidos por ações várias. Quando existe um campo elétrico, os elétrons livres se põem em movimento, com força atuante proporcional ao gradiente de potencial. Havendo íons positivos eles se movimentam em sentido oposto.
	As partículas em movimento colidem com as moléculas dos gases presentes. Atingida uma certa energia cinética suficiente, arrancam-lhes elétrons que dão origem a outros tantos íons. O fenômeno é cumulativo e o ambiente gasoso fica altamente ionizado. Uma parte da corrente pode deixar o condutor e escoar-se pela camada ionizada do ar. O fenômeno ocorre quando o gradiente de potencial junto à superfície do condutor ultrapassa o “gradiente disruptivo crítico” do ar: 21,1 kV/ cm (eficaz), à t = 25o C, 75 cm de Hg, ar puro.
Etapas do Efeito Corona (experimental):
I)-Aumentando-se lentamente a tensão de uma L.T., estando a linha sem carga, as perdas aumentam pouco, praticamente, até um determinado valor da tensão. Acima deste valor há um aumento brusco da mesma, coincidindo com o aparecimento de um zumbido característico e com o desprendimento de ozônio. Esta tensão é a “Tensão Disruptiva Crítica” (Vd).
II)-Continuando-se a elevar a tensão da L.T. verifica-se a formação, ao redor dos condutores, de um tubo luminescente, ou coroa, devido à maior ionização do ar. O valor da tensão é chamado, agora, de “Tensão Visual Crítica” (Vv). A coroa se dá, inicialmente, sobre a superfície do condutor, onde o gradiente é máximo. Caso haja uma elevação suplementar da tensão, a ação cumulativa se propagará, expandindo-se no sentido radial do condutor, podendo haver descarga (faíscas) entre os condutores vizinhos.
III)-O valor da tensão para o qual se dá uma descarga direta entre dois condutores é a “Tensão de Centelhamento”. Pode haver centelhamento, sem que previamente tenha havido as duas primeiras etapas, se a distância entre os condutores for pequena. Há casos em que o centelhamento se dá ao mesmo tempo que o Corona.
Cálculo de Perdas por Efeito Corona (eflúvios):
-As perdas de potência por Efeito Corona se manifestam nas formas: sonora, calorífica, luminosa e propagação eletromagnética (interferência em circuitos de telecomunicação, pela produção de harmônicos de alta freqüência). Com o aparecimento de ozônio e, a existência de óxido de azoto, na presença de umidade, há uma fabricação rápida de ácido nítrico e ácido nitroso na superfície dos condutores. Estes últimos são atacados e têm sua vida útil diminuída. Nas subestações, o efeito é mais pronunciado visto que, geralmente, as distâncias entre os condutores são menores.
As fórmulas são empíricas: Peek Jr., Petersen, Ryan, Whitehead, Carrol, Rockwell, etc.
]
Altitude média da L.T. (metros) e pressão:
	Altitude média da L.T. (m)
	0
	500
	1000
	1500
	2000
	b = pressão em cm de Hg
	76
	71,3
	67,0
	62,9
	59,1
a)-CÁLCULO DA “TENSÃO DISRUPTIVA CRÍTICA”, Vd:
b)-CÁLCULO DAS PERDAS DE POTÊNCIA:
-21,1 kV/cm (eficaz) é o “gradiente disruptivo crítico do ar”, para t = 25oC, b = 76 cm/Hg, ar puro.
Casos Especiais: Consultar Westinghouse, “Transmission and Distribution Reference Book”.
 							 
							 	
 								Função Corona F
									
 							 
 							Vn/Vd
		
Exemplo 1: L.T., trifásica, de 161 kV, Condutores CAA (ACSR), 336,4 MCM, 26/7, LINNET, Disposição Simétrica, D = 229,56´´, Altitude média = 500 m, t = 40o.C
Solução:
1)-Características do condutor: n = 16, r = 0,36´´, ri = 0,057´´, m = 0,87
2)- Cálculo da densidade relativa do ar:
 
3)- Cálculo do valor de C:
4)- Cálculo de:
	
	
	
5)- Substituindo os valores calculados na fórmula de Vd:
6)-Cálculo das perdas por condutor /km:
pois, para Vn/Vd =1,23		F ( 0,1
7)-Perdas totais da L.T.: 
Pc = 0,14 x 3 = 0,42 kW/ km
Exemplo 2: L.T. de 345 kV, Condutores CAA (ACSR), 2 x 795 MCM, 26/7, DRAKE; Cabos Geminados (Bundle Conductors); d = 45 cm; espaçamento plano, Dab = 417,323´´; H = 500 m; t = 40oC.
-O processo de cálculo é o mesmo;
-Calcula-se a perda de potência por Efeito Corona para um condutor singelo, a uma tensão 1,4 vezes menor e, multiplica-se a perda por 2;
-Sendo a disposição horizontal, ou em um mesmo plano, considera-se Vd diminuído de 4%, para o condutor central e aumentado de 6% para os condutores laterais.
 Características do condutor:
n = no. de fios da última coroa = 16; r = 0,554´´; ri = 0, 087´´; m = 0,87
Cálculo da densidade relativa do ar:
3)-Cálculo de C:
4)-Cálculo de:
5) Cálculo de Vd:
6)-Cálculo das perdas / km:
	-para o condutor central: V´d = 0,96 Vd = 0,96 x 116,6 = 112,0 kV
	
-para os condutores laterais:
V´d = 1,06 x 116,6 = 123,4 kV /neutro
-perdas totais por km:
Pc = (2 x 0,208 + 0,311) x 2 = 1,45 kW / km
CÁLCULO DA “TENSÃO VISUAL CRÍTICA”:
Vv > Vd
-Com base na fórmula de Peek Jr.:
Ryan, H.J. verificou que não seriam obtidos resultados aceitáveis quando se tratasse do aparecimento da coroa luminosa. Sabendo que:
e que apareceria o Efeito Corona Luminoso quando ocorresse o gradiente citado, a uma distância x da superfície do condutor, ele determinou x, empiricamente. 
 (V
	 x
Resultado: 		
-através de: 
-chega-se a: 
mv = 0,93 a 1,0	para fios
mv = 0,72		para cabos (corona local)
mv = 0,82		para cabos (corona generalizado)
TENSÃO DE CENTELHAMENTO:
Estudos experimentais levaram à fórmula:
-quando:
d/r < 30	pode haver centelhamento, sem que tenha havido corona
d/r = 30	o centelhamento se produzirá ao mesmo tempo que o corona
d/r > 30	é o que ocorre praticamente nas L.T.s aéreas. O centelhamento se produzirá excepcionalmente.
Conclusões:
-Para se obter baixas perdas Pc, por Efeito Corona, pode-se atuar em três fatores:
a)-Fator de irregularidade m da superfície: difícil de ser controlado;
b)-Aumento do espaçamento D: é uma solução antieconômica aumentar-se a distância entre os condutores, além de ter-se um aumento indesejável de XL (reatância indutiva da L.T.);
c)-Aumento do raio do condutor: em geral, é a solução mais econômica e que dá melhores resultados (condutores com alma de aço -CAA, cabos geminados, etc.).
d)-para L.T.s de V < 60 kV, as perdas podem ser consideradas desprezíveis.
Preparado por: Prof. Dr. José Celso Borges de Andrade: Disciplina: Sistemas Elétricos de Potência I - Curso de Engenharia Elétrica PUC Minas / 2009.
		
06 Al / 01 Steel	 	 07 Al / 01 Steel
 54 Al / 07 Steel
12 Al / 07 Steel
 54 Al/ 19 Steel
30 Al / 19 Steel
30 Al / 07 Steel	 26 Al / 07 Steel
Camadas Steel
Camadas Alumínio
100
10
1
10
1 
0,1
 4 6 8 10 12 14 16 18
 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,4
� EMBED Equation.3 ���
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_1236083514.unknown
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