코로나 방전에 대해서
코로나 방전이라는 것이 어떤 것인지 여러분 모두 알고 계십니까?
코로나는 송전 전압이 높을 때, 송전선에 접하는 부분의 공기 절연이 파괴되었을 때 일어나는 현상입니다.
이것이 일어나면, 지지...하는 소리와 함께 방전됩니다.이것이 코로나 방전입니다.
또한 코로나 방전은 뾰족한 전극(침전극) 주위에 불균일한 전계가 발생하여 발생합니다.
이 현상에 의해 물방울이 부착되면 끝 부분에서 코로나 방전이 발생합니다.
따라서 도체 표면의 전계 강도를 낮추기 위해 다도체 방식을 채택하고 전선에는 외경이 큰 알루미늄보다 선을 이용했습니다.
코로나 방전은 방전의 일종으로 빛과 소리를 동반해 방전한다
코로나방전은 말 그대로 방전의 일종으로 방전이라는 것은 전극간에 걸려오는 전위차에 의해 사이에 존재하는 기체에 절연파괴가 발생함으로써 전자가 방출되어 전류가 흐르는 현상을 말합니다.
방전은 불꽃 방전, 글로우 방전, 아크 방전, 그리고 코로나 방전이라는 종류가 있습니다.
코로나방전이란 송전에서는 전선 외측을 향하는 전위의 기울기는 전선에 가해지는 전압이 상승할수록 커져 전선의 전압이 있는 값(코로나임계전압이라 불린다)에 이르면 주위 공기의 절연이 상실되고 창백한 빛과 독특한 지지 소리를 내며 방전이 시작되는 현상을 말합니다.
이 현상이 태양의 코로나와 비슷하다고 해서 '코로나'라는 이름이 붙게 되었습니다.
또한 코로나 방전은 뾰족한 전극 주위에 불균일한 전계가 발생하는 것으로 발생합니다.
코로나 방전의 원리, 코로나 임계 전압(개시 전압)
코로나 방전은 코로나 임계 전압(개시 전압)에 도달하면 주위 공기의 절연 파괴가 일어나면서 발생하는 현상이었습니다.
그럼 이 코로나 방전의 코로나 임계 전압은 도대체 어느 정도의 전압을 가리키는 것입니까?.
코로나방전이 발생하는 코로나임계전압(개시전압)이란 표준 대기 중 파고값:30[kv/cm],
교류실효값:

이상에서 발생합니다.
표준 대기 상태라는 것은 기온 20°, 기압 1,013.25hPa의 상태를 말합니다.이 실효값 21.2[kV/cm]는 실험적으로 산출된 것이라고 합니다만, 공기의 절연내구력이 이 실효값에 도달하면 공기는 절연을 손실해 버립니다.
코로나 방전 장애와 발생하기 쉬운 상황(대기, 전선과의 관계)
코로나 방전이 생기면요.
전력의 일부가 소리, 빛, 열 등으로 대체되어 없어집니다.
이것을 코로나 손실이라고 부릅니다.
또한 코로나 방전은 유도 장애나 전파 장애 발생의 원인이 되기도 합니다.
라디오의 AM 방송을 들어 본 분이라면 알 수 있을지도 모릅니다만, 수신 신호에 코로나 잡음이라는 지지라는 잡음이 들어가 버립니다.
코로나 방전이 어떤 조건하에서 발생하기 쉬운가 하면 전선이 가늘수록 코로나 방전이 발생하기 쉽고, 또한 대기압이 낮을수록 발생하기 쉽습니다.
왜, 이러한 조건하에서 코로나 방전이 발생하기 쉬워지는가 하면, 이하와 같이 설명할 수 있습니다.
전선이 가늘었을 때 왜 코로나 방전이 발생하기 쉬운가 하면, 가는 전선은 표면의 곡률이 심한(갑자기 휘는가), 전선에 접한 전계는 굽힘률과 관계되어 있어, 굵은 전선보다 가는 전선이 전계집중에 의해, 코로나 방전이 발생하기 쉽습니다.
코로나 개시전압도 이 굽힘률과 크게 관련되어 있다고 여겨집니다.
전장에 의해 가속된 전자가 중성분자에 충돌하여 이온 밀도가 짙은 영역을 낳음으로써 코로나 방전은 발생하는 것이었습니다.
즉,이때 대기를 전리하고있는거죠.
대기를 전리하려면 상당한 에너지가 필요하고, 그 에너지를 전장에 의한 가속으로 얻습니다.
이 때 충돌이 적은 편이 더 많은 에너지를 흡수할 수 있습니다.
그렇기 때문에 충돌 빈도가 낮은 쪽이 코로나 방전이 일어나기 쉬워지는 것입니다.
그러한 상황이라고 하는 것은 대기압이 낮을 때입니다.
코로나 방전 대책법
코로나 방전의 원리나 평생, 발생 원인 등에 대해 소개해 왔습니다만, 코로나 방전은 송전에 영향을 줄 가능성이 있는 현상입니다.
그런 코로나 방전을 대책하기 위해서는 방책을 취하면 좋은 것일까요.
코로나 방전에 대한 대책으로는 외형이 큰 강심 알루미늄 요리선을 사용하는 것,
단상당 전선을 여러 개로 나누어 스페이서로 감각을 열고 배치하는 다 도체 방식을 취하는 것,
시들링 등을 사용한 코로나 실드를 사용하는 등이 효과적인 코로나 방전의 대책방법으로 알려져 있습니다.
왜 코로나 방전의 대책으로서 특히 다 도체 방식의 채용이 유효하냐면, 코로나 방전이 발생하는 조건의 전위 기울기를 완만하게 할 수 있기 때문입니다.
가는 전선으로 코로나 방전이 발생하기 쉬워지는 것과 대조적으로 전선을 다 도체 방식으로 굵게 함으로써 코로나 방전을 대책할 수 있게 된다고 되어 있습니다.
코로나 방전의 응용, 코로나 방전으로 정전기의 제거
코로나 방전은 뾰족한 전극 주위에 불균일한 전계 전계가 발생하는 것으로 인해 발생하는 것이었습니다.
즉, 날카로운 전극만 있으면 일정한 조건하에서 의도적으로 코로나 방전을 만들어 낼 수 있는 것입니다.
이 이론을 응용하여 코로나 방전으로 정전기를 제거할 수 있습니다.
구체적인 예로서 정전기를 제거하기 위해서 코로나 방전을 발생시키는 극세섬 "도전 폴리머"라고 하는 상품이 있습니다.
정전기가 대전된 물건, 대전물에 이 도전 폴리머를 가까이하면 전기적 에너지가 섬유 선단에 모여 코로나 방전이 발생함으로써 공기 중의 기체 분자가 + 이온과 - 이온으로 분화됩니다.
또한 +이온이 대전물의 마이너스 전하를 공격함으로써 중화가 가능해져 대전물에 있는 정전기를 코로나 방전으로 제거하는 것이 가능해집니다.
즉, 정전기가 대전된 대전물을 코로나 방전에 의해 중화함으로써 정전기를 제거하는 것입니다.
정리
이상과 같이 코로나 방전은 어떠한 방전인지, 코로나 방전 발생의 원리, 발생하기 쉬운 상황, 코로나 방전의 대책 방법, 정전기 제거라고 하는 코로나 방전의 응용법에 대해 소개했습니다.
송전의 관점에서 보는 코로나 방전은 전력 공급에 영향을 미칠 우려가 있는 대책해야할 현상이지만 코로나 방전 이론을 응용한 정전기 제거에도 사용되고 있습니다.
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