Aireko lineetako eroaleen gainazaleko tentsio altua denean, inguruko airea ionizatu egiten da eremu elektrikoaren gradiente handiaren ondorioz. Hortaz, aireko molekulak eroale bihurtzen dira.
Eremu elektriko uniformeetan, airearen ionizazioaren deskarga arku elektriko modura gertatzen da eta ez-uniformeetan, aldiz, koroa-efektua deritzogu fenomeno horri. Material bat ez-eroale izatetik eroalea izatera pasatzeko, haustura-tentsioa delakoa gainditu behar da. Haustura-tentsio hori bakarra da arku elektrikoa eta koroa-efekturako. Koroa-efektua ekiditea ezinbestekoa da goi-tentsioko korronte alternoko linea elektrikoetan. Izan ere, fenomeno horren ondorioz energia-galerak agertzen dira. Gainera, eroaleak eta isolagailuak ere honda daitezke.
Honako artikuluan, koroa-efektuaren agerpena antzemateko metodologia bat proposatzen da, fenomenoaren ikerketan maila mikroskopikoa eta makroskopikoa aztertu direlarik. Towsend-en haustura-mekanismoan eta Meek-ek proposatutako ekuazio diferentzialean oinarrituz, haustura-tentsioaren balioa baldintza normaletan kalkulatu behar da lehen urrats modura. Horren arabera, ionizatzen diren elektroiek elektroi-oldeak sortuko dituzte hain zuzen ere. Elektroi kopurua zenbatesteko, Towsendek α ionizazio-koefizientea definitu zuen, eremu elektrikoaren mende egonik. Elektroi-olde horiek lerro kritikoaren ibilbidea jarraitzen dute. Hala, pieza baten gainazaleko eremu elektrikoko puntu maximotik hasita, masa arbuiagarria daukan elektroi batek egiten duen ibilbidea jarraitzen dute.
Bestalde, Meekek bi g(x) kurba definitu zituen, bata eremu elektriko ez-uniformean eta, bestea, eremu elektriko uniformean. Bi kurbek bat egiten badute punturen baten, koroa-efektua agertuko delakoaren seinalea izango da eta horrenbestez, haustura-tentsioa gainditu dela. Hortaz, artikuluan proposatutako metodologiaren arabera, lerro kritikoak kurban zehar dauzkan eremu elektrikoaren balioekin, ionizazio koefiziente kalkula daiteke Ver Planck-en formulak erabiliz. Ionizazio-koefizientea distantziarekiko integratuz, eremu-elektriko ez uniformean g(x) kurbaren balioa ere lor daiteke. Ondoren, eremu elektrikoaren balioa zehazteko, elementu finituen metodoa erabili behar da.
Behin metodologia esfera-esfera geometrian egiaztatu ondoren, hainbat parametro aldatu dira lan honetan, hala nola, ingurune-baldintzak, geometria eta simulazio-ingurunea. Ingurune-baldintzek (tenperatura eta presioa), Paschen-en ekuazioan oinarrituz, eremu elektrikoa aldatzen dute. Tenperatura handituz edo presioa txikituz, koroa-efektua agertzeko probabilitatea handitzen da. Geometriak, aldiz, eremu elektrikoa guztiz aldatzen du. Geometriaren kurbadura zenbat eta zorrotzago izan, haustura tentsioa orduan eta txikiagoa izango da; hau da, koroa-efektua lehenago agertuko da. Simulazio-ingurunearen dimentsioek ere eragin zuzena daukate. Dena den, dimentsio batetik aurrera eremu elektrikoa ez da aldatzen. Beraz, esan daiteke balio horretatik aurrera aire zabaleko baldintzak simulatzen direla.
Laburbiltzeko, koroa-efektua antzemateko metodoa aurkeztu ondoren, eremu elektrikoaren mendekotasuna aztertu da honako artikuluan. Koroa-efektua ingurune-baldintzen, geometriaren eta simulazio-ingurunearen mende dagoela ondorioztatu da, aplikatutako tentsioaz gain. Faktore horiek haustura-tentsioan eragin zuzena dute, koroa-efektuaren agerpena aurreratuz edo atzeratuz. Hortaz, koroa-efektuaren detekzioa ez da begi bistaz egin daitekeen eragiketa.
Iturria
Artikuluaren fitxa
- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: Ekaia 36
- Artikuluaren izena: HVAC sistemetan koroa-efektuaren agerpena detektatu eta aztertzeko metodologia
- Laburpena: Airearen ionizazioa dela eta, tentsio altuko lineetan koroa-efektua sortzen da, elektrizitate-galerak eta lineetan kalteak eraginez. Hortaz, artikulu honen helburua koroa-efektua eta haren detekzioa aztertzea da korronte alternoko goi-tentsioko sistemetan. Ikerketa-metodologiak Jorgensen eta Pedersen-ek lortutako datu esperimentalak erabili ditu, kalkuluak Townsend-en teorian oinarrituta egonik. COMSOL multiphysics softwarea erabili da eremu elektrikoaren kalkulurako, beharrezko parametroa baita koroa-efektuaren kalkuluan. Lortutako emaitzak MATLAB bidez aztertu dira. Behin metodologia egiaztatuta, presioa, tenperatura, geometria eta simulazio-inguruneak koroa-efektuan duten eragina aztertu dira.
- Egileak: Ane Miren Larrea, Agurtzane Etxegarai, Manuel Antonio de la Hoz, Javier Mazón, Elvira Fernández
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
- ISSN: 0214-9001
- eISSN: 2444-3255
- Orrialdeak: 127-150
- DOI: 10.1387/ekaia.20867
Egileez
Ane Miren Larrea, Agurtzane Etxegarai, Manuel Antonio de la Hoz, Javier Mazón eta Elvira Fernández UPV/EHUko Ingeniaritza Elektrikoa Sailekoak dira.
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
