Corona Ondas radiadas yupi

CORONA ONDAS RADIADAS

CARACTERÍSTICAS DE LA ONDA ELECTROMAGNÉTICA
IRRADIADA POR LA DESCARGA DE CORONA
• Resumen: La EMI irradiada por la descarga de corona es un problema grave tanto en la EMC como en
la monitorización del estado de aislamiento de los aparatos de energía eléctrica. Para tomar medidas
efectivas para disminuir la EMI de la descarga de corona, se deben averiguar las características de la
onda electromagnética irradiada por la descarga de corona.

Introducción
• La descarga corona es un tipo de fuente principal de EMI en el sistema de energía eléctrica.
• es importante conocer sus características como radiador de EMI, pero este es un problema complicado debido a las
siguientes razones:
• 1. Es fácil reconocer las características de antenas básicas, como la antena dipolo y la antena circular, que poseen su
propio patrón de polarización y patrón de orientación particular, pero en caso de descarga de corona, es difícil reconocer
la ruta actual de descarga de corona. Por lo tanto, no hay una forma de antena obvia, por no mencionar su patrón de
polarización y patrón de orientación.
• 2. La corriente que energiza la antena ordinaria es generalmente una sola corriente en forma de seno, por lo tanto, hay
una relación regular de (1 / λ) (1: longitud de la antena, λ: longitud de onda) que corresponde a un cierto diagrama de
orientación, pero en caso de descarga de corona, la corriente es un pulso, hay un rango de relación muy amplio de (1 / λ)
que corresponde a un diagrama de orientación diferente, esto dificulta la medición.

MODELO FÍSICO EN DESCARGA DE CORONA
• Configuración del experimento
• La configuración del experimento se muestra en la figura 1. El circuito cerrado incluye una fuente de
voltaje, el resistor R1, el resistor R2 y el electrodo en configuración punta-plano. La señal de corriente
muestreada en R2 se envía a un oscilógrafo para ver la forma de onda actual de la descarga de corona.
La onda EM irradiada por la descarga de corona es recibida por la antena. Se utiliza una antena
bicónica; su rango de frecuencia de medición es de 20MHz a 300MHz.

• Se puede ver en la Figura 1 que el arreglo punta-plano constituye un capacitor, por medio de la fuente
se carga el capacitor al principio, cuando el voltaje en el capacitor es más alto que el voltaje de inicio
de corona (30 kV/cm), ocurre corona, la corriente de corona también fluye. La corriente que fluye a
través del electrodo de punta se puede dividir en dos componentes: uno solo está limitado en la
región entre el electrodo de punta y el plano, en otras palabras, esta parte de la corriente fluye solo
en el condensador formado por el punta-plano, el otro fluye en circuito cerrado completo.
• El primero se puede simular con una antena dipolo corta siempre que la longitud del bucle cerrado
sea mucho menor que la longitud de onda, con el centro de la antena simulada en el punto medio del
eje del electrodo punta-plano.
• El último puede ser simulado por una pequeña antena de bucle circular porque el bucle cerrado es en
sí mismo una antena circular.
• Por lo tanto, la onda EM irradiada por la descarga de corona de un bucle cerrado puede contener dos
componentes: uno es irradiado por una antena dipolo corta equivalente y el otro es irradiado por una
pequeña antena circular equivalente.

CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO
ELÉCTRICO GENERADO “ANTENA
DIPOLO Y ANTENA LOOP CIRCULAR”

Antena dipolo corta
• Si el eje del dipolo corto coincide con el eje Z y su
punto medio se ubica en el origen, como se muestra
en la figura 2, el campo eléctrico energizado por una
antena de dipolo corto se puede expresar de la
siguiente manera:
Donde l: la mitad de la longitud de la antena dipolo corta
Z 0 =
μ ε
impedancia del espacio (aire)
k = 2π λ
vector de onda

Antena loop circular
• Si el pequeño bucle circular coincide con el plano XOZ y su
punto medio se ubica en el origen, como se muestra en la
figura 3, el campo eléctrico energizado por una pequeña
antena de bucle circular se puede expresar de la siguiente
manera:
Donde S = πa 2
del loop circular
área
a radio del loop
circular

RELACIÓN ENTRE ONDAS EM Y
ESTADOS CORONA

• A partir de experimentos, se ha encontrado la relación entre la onda EM radiada de los estados de descarga
de corona y la corriente de corona. Solo la corriente de corona de pulso puede irradiar ondas EM, una
corriente constante no puede irradiar ondas EM. El resultado de este experimento coincide con la
conclusión de la literatura. La corona aparece en diferentes estados: streamers de incepción resplandor,
streamers de pre-ruptura, y entre ellas, solo fase de resplandor es constante, las formas de onda actuales de
las demás aparecen en forma de pulso. Por lo tanto, solo la corona en sus fases de streamers pueden
irradiar una onda EM, mientras que la corona en fase de reslpandor no puede.

RESULTADOS DEL EXPERIMENTO Y
SU ANÁLISIS

• Se ha medido el patrón de polarización de la onda EM
irradiada por la corriente de ruptura. La posición relativa
de la antena de loop cerrado y bicónica se muestra en la
figura 4. El eje de la antena bicónica se ha girado en el
plano ZOX; el ángulo θ es 0 ° mientras que su eje coincide
con el eje Z y es 90 ° mientras que su eje coincide con el
eje X. Los resultados medidos se ilustran en la Tabla 1 (la
unidad de datos medidos es dB μ, 0dB μ = 1μ Vrms / m).
• Se puede ver en la Tabla 1, que el campo eléctrico recibido
por la antena bicónica disminuye junto con los aumentos
de θ, lo que coincide con nuestro modelo físico, porque
tanto la antena dipolo equivalente como la loop circular
solo irradian el componente perpendicular de la onda EM
en esta dirección.

• se ha medido el patrón de orientación del
bucle cerrado con la antena receptora que se
mueve alrededor del bucle cerrado como se
muestra en la figura 5. El radio de la
circunferencia es de 2,5 metros; el eje de la
antena bicónica se mantiene perpendicular, su
patrón de orientación, que se mide bajo la
condición de corona positiva, se muestra en la
Fig.6.

• Puede verse en la figura 6 que cuanto menor es el ángulo incluido entre la antena receptora y el plano
de bucle cerrado, mayor es el campo eléctrico recibido por la antena receptora. Debido a que la
amplitud del campo eléctrico irradiado de bucle cerrado obtiene su máximo solo en dos direcciones: 0 °
y 180 °, y obtiene cero en ±90 ° (compare Fig.3 y Fig.5); mientras que la amplitud del campo eléctrico
radiado de la antena dipolo es casi la misma si la antena receptora está en el plano XOY y se mueve
alrededor del eje Z (compárense las figuras 2 y 5).
• Además, se puede ver en la Tabla 1, que el campo eléctrico no es cero cuando θ es 90 °, que es diferente
del patrón de polarización tanto de la antena dipolo como de la antena de loop circular.
Conclusión
• El bucle cerrado que se muestra en la figura 1 puede simularse mediante una combinación de una
antena dipolo y un bucle circular, es decir, la onda EM irradiada desde un bucle cerrado incluye dos
componentes: uno es de la antena dipolo y el otro es circular. Esto contribuirá a la monitorización EMI y
del estado de aislamiento de los aparatos de energía eléctrica.