Coronas hot mot polymerisolering

Elektroingenjörer lånade det latinska ordet "corona" (krona) för att beskriva glöden runt en ledare som utsätts för tillräckligt hög spänning. Denna glöd orsakas av jonisering av gas och det efterföljande frigörandet av ljuset när elektroner som fått energi från det höga elektriska fältet återgår till sitt ursprungliga stabila tillstånd. Eftersom urladdningen inte överbryggar utrymmet mellan elektroderna, kallas korona ibland för partiell urladdning. Anledningen till att glöden är lokaliserad endast runt källan är att isolering utgör en barriär för ytterligare jonisering. Dessutom avtar det elektriska fältet snabbt med ökande avstånd och kan inte upprätthålla jonisering.

För alla praktiska ändamål kan corona inte ses eller höras utan specialutrustning. Varje resulterande nedbrytning i ett material initieras på molekylär nivå. Oorganiska dielektrika som porslin och glas, som har starka kemiska bindningar, är mer motståndskraftiga mot nedbrytning än organiska polymerer. Men detta bör inte leda till antagandet att livslängden för sammansatta isolatorer på överföringsledningar föremål alltid kommer att begränsas av detta fenomen. Corona kan mildras eller till och med elimineras genom bra design och tillverkning. Icke desto mindre är det viktigt att inse att, om det skulle finnas ihållande koronaaktivitet nära polymerisolatorhus, kan den effektiva livslängden avsevärt förkortas.

Det har länge varit känt att corona kan leda till isoleringsfel. Men alla aspekter av problemet är inte helt förstådda och forskas fortfarande, inklusive storleken och varaktigheten av koronan för att initiera nedbrytning, de bästa detektionsmetoderna och utvecklingen av lämpliga tester för att förutsäga prestanda i dess närvaro. När det gäller kompositisolatorer kan koronaaktivitet härröra från hårdvara, hålrum i materialet eller gränssnittsdefekter. Det mesta av ljuset som produceras av en sådan korona har en våglängd som är kortare än 400 nm och faller därför inom UV-området. Däremot ligger den mesta solstrålningen i det synliga området 400-700 nm – de kortare våglängderna som filtreras av jordens ozonskikt. Faktum är att vissa toppar i UV-området av koronaspektrumet matchar eller överstiger de i solområdet.

Corona spricker stabila syremolekyler (O2) för att skapa radikaler som kombineras med molekylerna för att bilda ozon (O3). Ozonet angriper sedan dubbel- och trippelbindningsställen i elastomera material som silikongummi eller EPDM. Resultatet spricker. Även små mängder ozon i ppm-intervallet är tillräckliga för att initiera sprickor, men tiden som krävs för detta beror på materialsammansättningen. Även om de flesta moderna elastomerer är stabiliserade mot detta hot, faller vissa så småningom under för ozonangrepp om deras koncentration blir tillräckligt hög. Corona producerar också oxalsyra och salpetersyror i närvaro av ytfukt från fukt, dagg eller dimma. Beroende på pH kan detta även lokalt bryta ned polymerer. Corona kan till och med "borra" hål i ett material, vilket tyder på att nedbrytning inte enbart beror på kemiska angrepp av ozon. Faktum är att forskare har beräknat temperaturen i spetsen av utsläppet och visat att den är tillräckligt hög för att orsaka "avdunstning" av även oorganiska material. Det finns också antydan om mekaniska angrepp, som sandblästring, på grund av inverkan av upprepade utsläpp på ett material. Det är verkligen sällsynt inom kraftteknik att något fysiskt fenomen kan utlösa så många möjliga nedbrytningssätt.

Referens: www.inmr.com/coronas-threat-to-polymeric-insulation