L'effetto corona nelle linee di trasmissione è la ionizzazione localizzata dell'aria attorno a un conduttore o raccordo sotto tensione quando il campo elettrico locale diventa sufficientemente intenso. Può produrre rumore udibile, interferenze radio e perdita di potenza senza scariche elettriche attraverso l'intera fessura di isolamento. Per una linea aerea CA, il suo comportamento dipende dalla geometria della superficie del conduttore, la disposizione della linea circostante e il tempo, non semplicemente sulla corrente di carico o sull'area del conduttore. La questione pratica della progettazione non è quindi solo se il conduttore trasporta la corrente richiesta, ma come si comporta l'intera geometria energizzata nelle condizioni superficiali e ambientali rilevanti.
Questa spiegazione riguarda i conduttori aerei nudi, principalmente su linee di trasmissione AC. Non è una descrizione di scarica parziale all'interno di un cavo di alimentazione isolato, e non è una diagnosi sul campo basata solo sul suono.
Inizia con lo stress elettrico, non con la temperatura del conduttore
La corrente produce un riscaldamento resistivo. La tensione e la geometria attorno ad una superficie energizzata determinano lo stress elettrico. I due fenomeni possono interagire con una linea operativa, ma non sono lo stesso problema. L'aumento della corrente nominale di un conduttore non stabilisce di per sé prestazioni corona accettabili.
Il campo elettrico non è distribuito uniformemente su ogni filo e accessorio. Una proiezione locale o un cambiamento nella geometria possono creare una regione di stress maggiore di quanto suggerisca la descrizione media del conduttore. La superficie esterna e i raccordi vicini sono quindi importanti insieme al diametro nominale del conduttore. Un nome di prodotto come Conduttore ACSR identifica una famiglia di costruzioni, non l'ambiente completo del campo elettrico della linea installata.
La distinzione utile è tra insorgenza della corona, la comparsa di secrezioni localizzate nelle condizioni indicate, e il rumore o l'interferenza risultante in un punto di osservazione specificato. Sono imparentati, ma la previsione dell'uno non è automaticamente una misurazione dell'altro. Nessuno dei due può essere ridotto a una soglia di tensione universale applicabile a ogni linea aerea.
Un evento di leggera bagnatura può modificare il suono più del previsto
Le goccioline d'acqua possono aumentare il campo locale in parti di una superficie conduttrice sotto tensione. Una linea che si comporta silenziosamente in condizioni asciutte può quindi diventare più evidente quando è bagnata. Tuttavia, l’intensità della pioggia da sola non descrive l’effettivo stato di bagnatura del conduttore.
UN 2024 Scienza CIGRE & Uno studio ingegneristico sul rumore delle linee aeree CA ha rilevato che tassi di pioggia molto bassi meritavano particolare attenzione e non erano adeguatamente rappresentati da alcune previsioni esistenti. La constatazione non è una regola secondo cui la pioggerellina è sempre più forte della pioggia battente. Si stabilisce che pioggia leggera, la nebbia e una superficie persistentemente bagnata non devono essere ignorate semplicemente perché il tasso di pioggia registrato è basso.
Ci sono due domande separate: quanto suono genera la linea, e quanto sia evidente quel suono rispetto all'ambiente circostante. La pioggia stessa aggiunge il suono di sottofondo. Una posizione tranquilla con leggera bagnatura è una condizione di osservazione diversa dalla stessa posizione durante un acquazzone rumoroso.
Un confronto ingegneristico richiede condizioni superficiali e meteorologiche comparabili. Un campione secco, un campione appena bagnato e un campione che rimane bagnato dopo la pioggia non rappresentano automaticamente stati equivalenti. Una differenza inspiegabile tra due letture del rumore non è quindi motivo sufficiente per attribuire la variazione esclusivamente al tipo di conduttore.
La stessa area metallica non significa la stessa geometria del campo elettrico
L'area metallica della sezione trasversale descrive principalmente la quantità di materiale conduttore presente. Non descrive completamente la forma esterna di un assieme intrecciato o le posizioni dei membri energizzati vicini. Costruzioni diverse possono avere diametri complessivi e disposizioni dei fili esterni diversi, anche quando l'area del titolo appare simile.
Per una fase della linea di trasmissione, più sottoconduttori possono essere disposti in fascio. Quei membri separati appartengono alla stessa fase; non sono le fasi di un assieme ABC isolato. Il numero di sottoconduttori, il loro diametro individuale e la loro separazione entrano tutti nella geometria del campo elettrico della linea. Il raggruppamento è un'opzione di progettazione riconosciuta per il controllo della corona, ma il suo vantaggio dipende dall'accordo completo.
Panoramica pubblica della Brochure Tecnica CIGRE 792, Linee aeree AC compatte, evidenzia un vincolo concorrente: la riduzione della spaziatura delle fasi può aumentare i gradienti della superficie del conduttore e il rischio di superare i criteri di rumore udibile. Una modifica del layout apportata per adattarsi a un corridoio più stretto può quindi alterare l'ambiente elettrico anche quando il conduttore stesso rimane invariato.
| Quantità | Cosa descrive | Ciò che non stabilisce da solo |
|---|---|---|
| Zona metallica, mm2 | L'area dichiarata del materiale conduttore, con la convenzione di zona individuata. | La forma esterna finita o il campo di superficie installato. |
| Diametro totale, mm | La dimensione esterna di un conduttore specificato. | Spaziatura dei fasci, disposizione delle fasi o stress accessorio. |
| Gradiente della superficie, kV/cm o kV/m | Campo elettrico in superficie in un modello e in una condizione operativa stabiliti. | Un livello di rumore universale al confine di una residenza o di un corridoio. |
| Livello di pressione sonora, dB(UN) | Un livello acustico ponderato in un punto di osservazione e in una condizione di misurazione stabiliti. | Una proprietà del conduttore indipendente dalla distanza, dintorni e suoni di sottofondo. |
Le informazioni sul prodotto e il modello della linea devono utilizzare la stessa struttura offerta. Sostituzione dell'area nominale con il diametro verificato, o trattare la spaziatura dei fasci come un dettaglio accessorio intercambiabile, rimuove le informazioni necessarie per la valutazione del coronavirus.
Il trattamento superficiale è una misura condizionale, non è una garanzia di rumore
Le condizioni della superficie del conduttore possono influenzare la modalità di raccolta dell'acqua. I trattamenti idrofilici rientrano tra gli approcci studiati per il controllo del rumore in condizioni di pioggia. IL 2024 La ricerca CIGRE ha inoltre dimostrato che i loro benefici dipendevano dal gradiente superficiale. Il risultato di un trattamento non può essere separato dalla geometria e dalle condizioni di prova in cui è stato ottenuto.
Per una specifica rivolta al produttore, il requisito utile è una condizione superficiale identificata e prove rilevanti per la configurazione della linea proposta, piuttosto che una descrizione non supportata come “conduttore a basso rumore”. Un conduttore visivamente liscio non è un risultato acustico misurato. Allo stesso modo, un trattamento superficiale tecnicamente possibile altrove non deve essere presentato come una capacità di fornitura XWA senza una documentazione di prodotto verificata.
L’ambito di ricerca B2.83 di CIGRE considera la forma del conduttore e del raccordo, tempo atmosferico, trattamenti superficiali, disposizione delle fasi e configurazione del fascio insieme. Questo approccio multivariabile è più difendibile rispetto alla modifica dell’etichetta di un materiale e al presupposto che il problema del rumore sia stato risolto.
IL portata del conduttore aereo fornisce il contesto costruttivo. La valutazione a livello di linea necessita ancora della geometria e dell'ambiente effettivi; la pagina del prodotto non sostituisce tale valutazione.
Identificare il meccanismo prima di scegliere un rimedio
Un crepitio, il ronzio o il fischio riportati vicino ad una linea costituiscono un'osservazione, non una diagnosi tecnica completa. Scarica elettrica in condizioni di umidità, l'interazione del vento e un problema localizzato alle apparecchiature possono richiedere indagini diverse. Il suono da solo non stabilisce che una linea sia sicura, né dimostra un difetto del conduttore.
- Crepitio o sibilo in caso di pioggia: indagare la correlazione meteorologica e il luogo di scarico attraverso i metodi di valutazione approvati dall’operatore. Non dare per scontato che tutto il rumore provenga dalle campate dei conduttori anziché dai raccordi.
- Movimento o suono legato al vento: considerare separatamente l'eccitazione aerodinamica. La distinzione tra vibrazione eolica e galoppo riguarda il movimento meccanico e la fatica, non un test di accettazione acustica per la corona.
- Un sintomo appena localizzato o in cambiamento: mantenere la posizione, tempi e condizioni per la revisione da parte dell’operatore di rete. Un'indagine elettrica non deve essere sostituita con l'affermazione generale che il rumore della linea di trasmissione è normale.
Un confronto del rumore necessita anche di un metodo di misurazione dichiarato: posizione di osservazione, tempo atmosferico, relativa metrica acustica, configurazione dello strumento, trattamento di fondo e incertezza. Il Laboratorio Fisico Nazionale guida all’incertezza di misura spiega perché il funzionamento e la calibrazione del fonometro contribuiscono all'incertezza del risultato. La sua relazione storica è il contesto metodologico, non è un limite attuale di accettazione della linea di trasmissione.
Anche le conclusioni AC e DC devono rimanere separate. La panoramica della ricerca HVDC dell’EPRI identifica gli effetti di carica spaziale che distinguono il comportamento del campo elettrico in corrente continua dal funzionamento in corrente alternata. Una relazione AC-rumore in condizioni di pioggia non può essere semplicemente trasferita a una linea HVDC.
Per un percorso sensibile al rumore, specificare la linea operativa, non solo il conduttore. Dimensioni del conduttore e condizioni della superficie, geometria di fase e di fascio, gli stati meteorologici rilevanti e il luogo di valutazione costituiscono la base tecnica per una valutazione significativa. Questo approccio identifica se le informazioni mancanti si trovano nella definizione del prodotto, il disegno della linea o la misurazione, invece di considerare un'area più ampia come risposta automatica.