코로나 효과(Corona Effect)

이번에는 수 V에서 일어나는 현상이 아닌 수십 kV 이상에서 일어나는 현상 하나늘 살펴 보자.

코로나(corona)란?
고전압 전송선을 포함한 모든 에너지 왕성해진 전기 장치에서 나타나는 현상 중 하나로, 도체 주변의 국부적 전기장은 도체 가까이에 있는 공기를 이온화 할만큼 충분히 밀집될 수 있다. 이것은 코로나(혹은 코로나 방전)라 불리는 전기 에너지의 부분적 방전을 초래한다. 전기 전송선(이하 그냥 전송선)은 코로나의 결과로 작은양의 소리 에너지를 생성할 수 있다. 코로나는 모든 전송선과 관련된 현상이다. 어떤 조건 하에서, 에너지 왕성해진 부품이나 도체 근처의 국부적 전기장이 감싸고 있는 공기 분자를 이온화 시키거나는 작은 전기 방전 혹은 코로나를 만들 수 있다. 또는 작은 국부적 전기 전하의 변화를 경험할 수 있다.
유틸리티 회사는 코로나의 양을 줄이려고 노력하는데, 왜냐하면 코로는 전력 손실이고 게다가 그 결과로 노이즈의 레벨을 줄일 수 있기 때문이다. 극단적인 경우 코로나는 시스템 부품을 오랜 시간 동안 손상시킬 수 있다. 코로나는 모든 종류의 전송선에서 일어나지만, 고전압(354kV 이상)에서 더 눈에 띄게 된다. 맑은 날씨에서 코로나로 인한 소린는 작고 알아차리기 어렵다. 축축하고 습할 때, 도체에 물 방울이 모이고 코로나 활동은 증가한다. 이런 조건하에서 탁탁 거리거나 허밍 거리는 소리를 라인 근처에서 바로 들을 수 있다. 코로나는 파워 손실의 결과이다. 코로나 같은 파워 손실은 비효율적인 운영을 초래하고 서비스 비용 상승을 초래한다. 전송선 라인 디자인에서 주요 걱정은 손실을 줄이는 것이다.

코로나에 영향을 주는 요소:
전송선에 의해 만들어지는 코로나의 양은 라인의 전압, 도체의 직경, 각 도체의 위치, 해수면 위 라인의 고도, 도체와 하드웨어의 조건, 그리고 지역 날씨 조건 등의 함수이다. 전력의 흐름은 만들어지는 코로나의 양에 영향을 주지 않는다. 전기장 기울기는 도체의 표면에서 가장 크다. 직경이 큰 도체는 낮은 전기장 기울기를 갖는다. 따라서 다른 조건이 같다면 작은 도체보다 코로나가 적다. 불규칙한 표면은 전기장을 그 위치에 집중시켜서 전기장 기울기를 증가시킨다. 결과적으로 코로나가 집중된다. 도체 표면에 먼지나 곤충 같은 외부 물체는 표면의 불규칙을 유발해서 코로나의 소스가 된다. 또한 코로나는 높은 고도 즉 공기의 밀도가 낮은 곳에서 증가한다. 소리 노이즈는 고도에 따라서 변한다. 빗방울, 눈, 안개, 서리, 도체 표면에서의 응축 등은 표면 불규칙의 소스가 되어 코로나를 증가시킨다. 전송선에서 만들어지는 코로나는 전송선 디자인과 하드웨어와 도체의 선택의해 줄어들 수 있다. 예들 들어, 뾰족한 에지보다는 둥근 도체 행거를 사용하거나 뾰족한 에지를 갖는 볼트를 사용하지 않으므로 코로나를 줄일 수 있다. 도체 자체는 직경이 큰 것으로 만든 것을 사용하고 표면을 상처나지 않게 부드럽게 다룬다.