Diseño de una jaula corona

Abstract

RESUMEN: El número de líneas de alta tensión de corriente directa instaladas a nivel mundial sigue creciendo, esto se debe principalmente a las ventajas que éstas ofrecen sobre las líneas CA. Al diseñar una línea de transmisión de corriente directa, al igual que en la de corriente alterna, es necesario tomar en cuenta las pérdidas producidas por la descarga corona y los niveles de interferencia electromagnética que este tipo de descarga puede generar. La descarga corona es una descarga parcial localizada sobre la superficie de un conductor que se presenta cuando el aire se ioniza por un alto campo eléctrico. La tensión de inicio de la descarga corona depende de varios factores tanto ambientales (presión, humedad y temperatura) como de factores geométricos de diseño (radio del conductor o geometría utilizada en el haz de conductores). En este trabajo se analiza la descarga corana a través de un modelo que permite aproximar con base en las ecuaciones presentadas por el Olsen (2000), tomando el criterio de la avalancha electrónica como referencia para el inicio de la descarga corona. El modelo se valida mediante mediciones en un arreglo experimental conocido como jaula corona, que es un arreglo cilíndrico diseñado para producir la distribución de campo eléctrico uniforme sobre la superficie del conductor bajo prueba o arreglo de conductores centrales se energiza con una tensión de corriente directa positiva, mientras que el cilíndrico exterior de la jaula es sólidamente aterrizado. La corriente corona se mide mediante un transformador de corriente de alta frecuencia que permite registrar los pulsos streamers positivos, cuya aparición define el criterio para establecer el inicio de la descarga. La tensión de inicio se determinó experimentalmente para diferentes arreglos en haz de conductores (con un mismo radio de conductores, pero diferentes separaciones entre ellos). Las pruebas experimentales fueron realizadas en el laboratorio de Alta Tensión de los laboratorios Pesados II de la ESIME Zacatenco. Una vez validado el modelo se presenta la propuesta de diseño de una jaula corona que se implementara en el laboratorio de Alta Tensión, con una Tensión máxima aplicada de 150kV de corriente directa y un diámetro de la jaula de 0.60m. Esta jaula se diseña con el fin de probar conductores o arreglos de conductores con diámetros utilizados en la transmisión de energía eléctrica de alta tensión de corriente directa.