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Efecto corona en líneas de alta tensión: qué es, por qué ocurre y cuáles son sus efectos

Efecto corona en líneas de alta tensión: causas, influencia del campo eléctrico y las condiciones ambientales, principales efectos y alternativas para su mitigación.

TRANSMISIÓN

JRL Energy

4/9/20264 min leer

El efecto corona es un fenómeno de descarga eléctrica que puede producirse alrededor de conductores, herrajes y otros elementos sometidos a altos gradientes de campo eléctrico.

Cuando el campo eléctrico local alcanza una intensidad suficiente, el aire que rodea determinadas zonas del elemento comienza a ionizarse, produciendo descargas parciales sin que necesariamente exista un arco completo entre dos conductores o entre un conductor y tierra. CIGRÉ identifica la actividad corona en líneas aéreas como fuente, entre otros efectos, de ruido audible e interferencia radioeléctrica.

¿Por qué se produce el efecto corona?

La aparición del corona está directamente relacionada con la intensidad del campo eléctrico en la superficie de conductores y componentes.

Este campo no es uniforme en toda la instalación. Puede aumentar localmente debido a características como la geometría del conductor o del herraje, irregularidades superficiales, configuraciones de fases y haces de conductores, así como determinadas condiciones ambientales. CIGRÉ considera precisamente la forma de conductores y herrajes, configuración, clima y altitud entre las variables que influyen en los efectos asociados al corona.

Cuando el campo eléctrico local es suficientemente elevado, se produce ionización del aire circundante y comienzan las descargas corona.

¿Qué influencia tienen la lluvia y la humedad?

Las condiciones meteorológicas tienen una influencia importante sobre el fenómeno.

En líneas de corriente alterna, condiciones como lluvia, nieve y niebla pueden favorecer el ruido asociado al corona. Las gotas de agua sobre la superficie del conductor alteran localmente el campo eléctrico y pueden crear regiones de mayor concentración del campo.

CIGRÉ señala además que la lluvia es uno de los factores meteorológicos de mayor influencia sobre las características de las descargas corona y que intervienen variables como la intensidad de la lluvia y la rugosidad superficial del conductor.

Esto explica por qué una línea puede presentar una actividad corona diferente dependiendo de las condiciones ambientales existentes.

¿Cómo se manifiesta?

El efecto corona puede estar asociado a diferentes manifestaciones y consecuencias:

Ruido audible, particularmente relevante en determinadas condiciones meteorológicas.
Interferencia radioeléctrica.
Pérdidas de energía asociadas a las descargas corona.
Descargas localizadas alrededor de conductores, herrajes u otros puntos sometidos a elevados gradientes eléctricos.

Por esta razón, el comportamiento frente al corona forma parte de las consideraciones de diseño de líneas de alta y extra alta tensión.

La geometría del conductor es importante

Una de las variables fundamentales es el gradiente eléctrico en la superficie del conductor.

El diámetro del conductor y la configuración utilizada influyen en este parámetro. CIGRÉ señala que utilizar conductores de mayor diámetro o configuraciones de conductores en haz puede reducir el gradiente eléctrico superficial y, con ello, determinados efectos asociados al corona.

Esta es una de las razones por las cuales en líneas de tensiones elevadas es habitual encontrar fases compuestas por dos o más subconductores, en lugar de utilizar solamente un conductor por fase.

Corona en herrajes y conjuntos de aislación

El fenómeno no se limita al conductor.

CIGRÉ reconoce que también pueden producirse descargas corona asociadas a herrajes y elementos próximos a los aisladores, donde la geometría puede generar concentraciones elevadas de campo eléctrico.

Esto explica la importancia del diseño geométrico de terminales, herrajes y otros componentes utilizados en conjuntos de alta tensión.

En determinadas aplicaciones se emplean anillos de gradación o dispositivos de control de campo, cuya geometría y ubicación buscan controlar la distribución del campo eléctrico alrededor del conjunto.

¿Qué relación existe entre corona y ruido audible?

El característico ruido que puede escucharse bajo algunas líneas de alta tensión puede estar asociado a descargas corona.

CIGRÉ señala que el ruido audible de líneas de transmisión de alta tensión normalmente se origina por descargas corona en regiones sometidas a elevados esfuerzos eléctricos próximas a conductores, aisladores y herrajes.

En líneas AC, este fenómeno puede hacerse más evidente bajo condiciones meteorológicas desfavorables, como lluvia, nieve o niebla.

Por ello, el ruido audible constituye uno de los parámetros que pueden evaluarse durante el diseño de determinadas líneas de transmisión.

¿Cómo se puede reducir?

No existe una única medida aplicable a todas las instalaciones. La mitigación depende de dónde se origine el corona y de las características particulares de la línea.

Entre las alternativas estudiadas por CIGRÉ se encuentran el aumento del tamaño del conductor, configuraciones de conductores en haz, optimización de la geometría y disposición de fases, tratamientos superficiales y mejoras en la geometría de los componentes.

La selección de una medida determinada debe realizarse considerando conjuntamente el nivel de tensión, configuración de la línea, características de los conductores, herrajes y las condiciones ambientales del proyecto.

Importancia para el diseño de líneas de alta tensión

El efecto corona demuestra que en alta tensión no solamente importa la capacidad de un conductor para transportar corriente.

La geometría de los componentes y la distribución del campo eléctrico adquieren una importancia creciente a medida que aumentan las exigencias eléctricas de la instalación.

Por este motivo, aspectos como el diámetro y disposición de los conductores, configuración del haz, geometría de herrajes y comportamiento bajo diferentes condiciones meteorológicas forman parte de las consideraciones utilizadas para controlar los efectos del corona en líneas de transmisión. CIGRÉ incluye explícitamente corona, ruido audible e interferencia radioeléctrica entre los parámetros relevantes para el diseño de líneas AC.

Fuentes técnicas principales: documentación del Study Committee B2 – Overhead Lines de CIGRÉ, incluyendo los grupos de trabajo B2.83 sobre mitigación de ruido inducido por corona y B2.89 sobre el comportamiento del corona bajo lluvia.

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