Memahami Korona Listrik: Dampak pada Saluran Tegangan Tinggi Udara

Apa Itu Efek Korona / Pengikisan pada Saluran Tegangan Tinggi?

“Fenomena kilauan ungu, suara bising, dan produksi gas ozon pada saluran tegangan tinggi udara disebut korona”

Ketika perbedaan potensial AC diterapkan di antara dua konduktor saluran transmisi yang jaraknya lebih besar dibandingkan diameter penampangnya. Tidak ada perubahan yang muncul di udara di sekitar kawat jika tegangan rendah. Namun ketika perbedaan potensial melebihi nilai tertentu yang disebut critical disruptive voltage, konduktor dikelilingi oleh kilauan samar ungu yang disebut korona. Efek ini dapat diiringi oleh suara bising, kilauan ungu, interferensi radio, dan produksi ozon.

Semakin tinggi tegangan, semakin tinggi dan besar amplut cahaya yang dihasilkan di sekitar konduktor, suara dan kehilangan daya. Dan jika perbedaan potensial melebihi nilai breakdown maka flashover telah terjadi di antara konduktor dan membakar isolasi udara. Jika konduktor halus dan berlapis maka kilauan seragam akan muncul di sekitar konduktor sementara titik kasar akan terlihat lebih cerah pada konduktor yang berlapis. Dengan tegangan DC korona berbeda. Kawat positif memiliki kilauan seragam di sekitar sementara kilauan titik-titik diamati di sekitar kawat negatif.

Teori Pembentukan Korona:

Beberapa ionisasi selalu ada di udara akibat kosmik, sinar ultraungu dan radioaktivitas. Jadi dalam kondisi normal, udara berisi beberapa elektron bebas, ion negatif, dan molekul netral. Namun ketika perbedaan potensial di antara konduktor melebihi nilai tertentu potensi gradien ditetapkan pada permukaan konduktor. Ketika potensi gradien mencapai 30kv/cm yang cukup untuk elektron bebas untuk mengenai molekul netral dengan cukup gak untuk melepaskan elektron. Proses ini terjadi pada molekul lain yang melepaskan lebih banyak elektron bebas. Proses ini kumulatif itulah mengapa banyak elektron melompat ke udara di sekitar konduktor, udara sekarang terionisasi dan licin terjadi di antara konduktor. Sekarang efek korona dapat dibagi menjadi dua bagian, satu adalah bagian suara dan yang lain adalah bagian visual.

1. Critical disruptive voltage: Ini adalah tegangan fase-netral minimum di mana korona terjadi. pertimbangkan dua konduktor dengan jari-jari r dan jarak di antara mereka adalah d. jika V adalah tegangan yang diterapkan maka potensi gradien pada permukaan konduktor adalah,

   g =[V/ r loge (d/r)] volts/cm

2. Visual critical voltage: Ini adalah tegangan fase-netral minimum di mana kilauan muncul di sepanjang konduktor. Terlihat bahwa dalam kasus konduktor paralel, kilauan korona tidak dimulai pada tegangan disruptif Vc tetapi pada tegangan yang lebih tinggi, Vv yang disebut visual critical voltage. Nilai efektif fase netral visual critical voltage diberikan oleh rumus berikut,

Faktor yang Mempengaruhi Korona

Fenomena korona dapat dipengaruhi oleh kondisi fisik atmosfer serta kondisi garis. Berikut adalah faktor yang menjadi dasar korona.

1. Atmosfer: Karena korona terbentuk karena ionisasi udara di sekitar konduktor, oleh karena itu korona dipengaruhi oleh kondisi fisik atmosfer. Pada cuaca buruk, jumlah ion lebih banyak dari biasanya, sehingga korona dapat terjadi pada tegangan yang jauh lebih rendah dibandingkan cuaca cerah.
2. Ukuran & bentuk konduktor: Korona dapat dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran fisik konduktor juga. Jika permukaan konduktor tidak teratur maka akan menyebabkan korona dibandingkan konduktor padat. Karena ketidakteraturan konduktor menghasilkan lebih banyak kemungkinan korona daripada konduktor permukaan halus.
3. Jarak di antara konduktor: Jarak di antara konduktor garis transmisi harus lebih besar dari diameter konduktor karena jika jarak di antara konduktor kurang udara di sekitar konduktor dapat terionisasi pada tegangan rendah.
4. Tegangan garis: Tegangan garis sangat mempengaruhi korona. Jika tegangan garis rendah maka tidak akan ada perubahan di sekitar udara dan oleh karena itu tidak ada korona yang terbentuk. Namun, jika tegangan garis melebihi nilai tertentu stres elektrostatik dikembangkan pada permukaan konduktor yang mengionisasi udara dan korona terbentuk.

Metode Mengurangi Efek Korona

Telah diamati bahwa efek korona yang intens terlihat pada tegangan kerja 33kv atau lebih; oleh karena itu perhatian harus diberikan saat merancang garis transmisi dan substasi untuk menghindari efek korona yang besar dan merusak ini. Berikut adalah metode untuk mengurangi efek pengikisan korona.

1. Dengan meningkatkan ukuran konduktor: Dengan meningkatkan ukuran konduktor, tegangan di mana korona terjadi ditingkatkan dan oleh karena itu efek korona sangat dikurangi.
2. Dengan meningkatkan jarak konduktor: Dengan meningkatkan jarak di antara konduktor garis transmisi dapat secara signifikan mengurangi efek korona. Kita harus meningkatkan jarak di antara konduktor dari jarak di mana korona terjadi. Meningkatkan jarak menampung lebih banyak partikel di antara konduktor.

Keuntungan dan Kerugian Efek Korona

Korona memiliki banyak keuntungan dan kerugian. Dalam desain yang benar dari saluran tegangan tinggi udara, keuntungan dan kerugian berikut dianggap yang paling penting.

Keuntungan

1. Akibat korona ruang di antara konduktor terionisasi dan menjadi jalur konduksi, sehingga diameter virtual konduktor meningkat.
2. Korona mengurangi efek transien yang dihasilkan oleh gelombang.

Kerugian

1. Korona diiringi oleh kehilangan energi. Ini mempengaruhi efisiensi garis transmisi.
2. Ozon juga dihasilkan dalam korona dan dapat menyebabkan korosi.
3. Arus yang ditarik oleh garis akibat korona bukan sinus dan oleh karena itu penurunan tegangan bukan sinus terjadi di garis.