טל': 04-6201867
 פקס: 04-6201608
 


 





 
 
התחברות לחברים

קלין קור
לשכת ארגוני העצמאים והעסקים בישראל
לשכת רואי חשבון בישראל
איגוד המוסכים בישראל
לשכת עורכי הדין בישראל
לשכת סוכני ביטוח בישראל
מכון התקנים הישראלי
שירות התעסוקה הישראלי
משרד האנרגיה והמים

תכנון האחזקה של מערכות החשמל במפעלי תעשייה


להב
FacebookTwitter

תופעת הקורונה Corona
מאת: אינג' רביב סתיו

אם נשאל אדם מהרחוב כמו שאני שאלתי – מה זה קורונה? אזי אותו ברנש שענה ללא היסוס יאמר שקורונה היא בירה טעימה מאוד.
אם נשאל בנקאי או אדם שעוסק בכספים? – הוא כמובן יענה קורונה שבדית, נורבגית או דנית – שהם מטבעות הנהוגות בחלק מהמדינות הסקנדינביות – קורונה בעברית = "כתר".
אך אם נשאל במקרה פיזיקאי – נקבל מספר תשובות , כי למונח זה משמעויות רבות:
  1. האזור המואר המקיף את השמש בזמן ליקוי חמה.
  2. אור הנפלט מן השמש או מן הירח, היוצר כשהוא עובר דרך העננים, בגלל העקיפה, תמונה של פסים צבעוניים סביב לגרם השמימי.
  3. מבחינת הנדסת חשמל,שבזה עוסק מגזין מדעי זה, תופעת הקורונה הינה התפרקות חשמלית מלווה פליטת אור המקיפה מוליך חשמלי, וזאת כשמפל המתח ליד המוליך יש בו כדי ליינן את התווך אך אינו גדול עד כדי לגרום לניצוץ או קשת חשמלית.
המונח המדויק או התרגום בשפה העברית לקורונה נקרא גם "עטרה". יש להבחין  בין עטרה להילה. בהגדרות בסעיפים 1 ו-2  הילה מקורה בשבירת האור על יווירדי גבשושי קרח באטמוספירה.

כפי שכבר ציינתי בסעיף 3 - תופעת הקורונה Corona discharge היא למעשה התפרקות חשמלית חלקית המתרחשת כאשר ערך השדה החשמלי על פני המוליך עולה על סף מסוים שגורם ליוניזציית האוויר ולהתפרקויות חלקיות.

יוניזציית האוויר - תהליך פיזיקליבו נוצרים יונים, פירוק היונים שבאוויר למולקולות בעלי מטענים חשמליים.

הסבר לתופעת הקורונה (עטרה) – כאשר נגרמות התפרקויות חשמליות מסביב למוליך, אשר נגרמות מעוצמת השדה החשמלי מסביב למוליך וזאת כאשר השדה החשמלי עובר את ערך גבול הפריצה של האוויר הנקרא המתח הקריטי שהוא:

Ecr = 21kV/cm

התפרקויות אלו למעשה תלויות בשני גורמים:
  1. עוצמת השדה שמסביב למוליך
  2. תנאי האטמוספרה (לחות יחסית, צפיפות האוויר שהיא גם פונקציה של גובה, קרי הלחץ הברומטרי וטמפרטורת הסביבה של האוויר).
למעשה הגורמים הללו קובעים את החוזק הדיאלקטרי של האוויר, שלמעשה הוא המשפיע העיקרי לתופעת הקורונה ולהתפרקויות אשר נראות בלילה כהבזקים.
תופעה זו ניכרת בעיקר בקווי העברה במתח מעל 50kV ולכן המתח העליון מוגדר למעשה כרמת המתח שמעל 50kV. בארץ רמת המתח העליון הינה 161Kv שהינו רמת המתח האפקטיבי בין המולכים. קיימת גם רשת של 110Kv  שהולכת ומצטמצמת.
כיום מוביל החשמל הארצי בין תחנות הכוח ותחנות המשנה נעשה גם ברשת מתח שהינה 400kV, שהינו המתח האפקטיבי בין המולכים.
 
הרשתות הנ"ל תפקידם להעביר את האנרגיה בין מוקדי ייצור החשמל לתחנות המיתוג ותחנות המשנה, כמובן שבקווי חשמל אלו הקורונה גורמת לתופעות שליליות.
בראש ובראשונה, הקורונה גורמת להפסדי אנרגיה, שערכם גדל ככל שאורך הקווים מתארכים.
 
הקורונה אך גורמת להאצת הקורוזיה של המוליכים והאביזרים המתכתיים של הרשת.
הקורונה גורמת להפרעות לשידורי הרדיו בתחום תדרים 0.5-30MHz, וגם להפרעות בתחום הטלוויזיה בתחום תדירויות 54-214MHz.
הקורונה גורמת להפרעות בתחום תדר השמע ובעיקר המהום בתדר 100Hz בגלל הקוטביות המשתנה של השדה החשמלי הנוצר מתדר הרשת שהינו 50Hz.
השפעה שלילית נוספת כתוצאה מתופעת הקורונה הינה יצירת אוזון O3  שאף גורם להאצת קצב הקורוזיה. האוזו נוצר למעשה מקרינה אולטרה סגולית הנוצרת מההתפרקויות החשמליות.
 
כדי לצמצם את ההשפעות השליליות שתיארנו בעקבות תופעת הקורונה, יש לתת את הדעת לכך כבר בשלבי תכנון הקו, וליישם לאחר מכן את הביצוע והתפעול.

כמו שכבר הסברתי, קווי המתח העליון והמתח העל מיועדים להעביר את האנרגיה החשמלית ממוקדי ייצור החשמל, ועל המהנדס המתכנן את אותם קוויי העברה צריך לקחת בחשבון ולדאוג לצמצם ככל שניתן את אותם הפסדי האנרגיה, לצמצום הפסדי אנרגיה בקווים יש חשיבות עליונה משום שלאורך השנים הדבר מתבטא בהוצאות כלכליות רבות כגון שריפה נוספת של דלקים  שגורמים אף לפליטות של תוצרי השריפה הנוספים שאותם אפשר ואף ניתן לחסוך ולצמצם.

כפי שהסברתי בפתיח של מאמר זה ההתפרקויות נוצרות כשהערך של השדה החשמלי עובר ערך סף מסוים.

את הערך של המתח הקריטי  הגורם לתופעת הקורונה ניתן לבטא ולחשב לפי נוסחת פיק Peek.

 
ע"מ להקטין את ההפסדים ברשת העברה ובקווי תמסורת, וזה גם כולל את הפסדי הקורונה בונים את הרשת ע"י קווים מפוצלים (Bundled Conductor ( הפיצול יכול להיות ל- 2 חוטים מקבילים, לשלושה חוטים , לארבעה חוטים ואפילו לשישה חוטים מקבילים.
הסיבות לפיצול: לצמצם את תופעת הקרום, להקטין הרמוניות, להקטין רעשים בקווי תקשורת ואפילו לתת מענה לבעיות מכאניות.

כמו כן, ע"מ להקטין את השראות הקווים מבצעים שינוי מקום טרנספוזיציה וזה מקטין את השטף הצמוד בכל אחת משלושת הפאזות, כאשר החלפת מיקום הפאזות נעשה כל 1/3 אורך הקו , זה גם מייצר סימטריה בהשראת הקו, במידה וההשראות שונה בגלל מיקום (מרחקים) בלתי סימטרי בין הפאזות על העמוד.

לסיכום, יש לקחת בחשבון הפסדי אנרגיה בקווי תמסורת ברשת העברה, דרוש להשקיע מחשבה ולצמצם הפסדים אלו למינימום האפשרי, הדבר יחסוך בעלויות רבות לאורך השנים, ויוזיל את מחירי החשמל הן מהיבט ייצור החשמל והן מהיבט הולכת החשמל לצרכנים.

חסכון ביצור החשמל וצמצום בשריפת הדלקים בתחנות הכוח יפחיתו במידה ניכרת את תוצרי השריפה, ואת פליטת החלקיקים לאטמוספירה, ובכך גם נשפר את איכות החיים והסביבה על פני הגלובוס.

מבחינת התקנתן רשתות מתחלקות לרשתות חיצוניות ולרשתות פנימיות. רשת חיצונית בנויה ע"י תילים גלויים (רש עילית) או ע"י כבלים (רשת תת-קרקעית). רשת פנימית בנויה ע"י תילים מבודדים או כבלים מותקנים בצינור.
אין להעתיק חומר בשום צורה שהיא - אין להשתמש בשום תמונה ללא אישור בכתב | כל הזכויות שמורות לנקודת כוח 2012©
לייבסיטי - בניית אתרים