⚡️ ظاهرة التَفريغ الهالي (Corona Effect) في خطوط نقل القدرة الكهربائية ⚡️
هل سمعت يومًا صوت أزيز أو طنين بالقرب من أبراج الضغط العالي، أو لاحظت توهجًا أزرق/بنفسجي خافت حول الموصلات ليلًا؟
هذه الظاهرة تُعرف علميًا وهندسيًا بـ ظاهرة كورونا (Corona Discharge).
🔬 ما هي ظاهرة الكورونا؟
هي تفريغ كهربائي موضعي يحدث عندما تتجاوز شدة المجال الكهربائي المحيط بسطح الموصل المعدني قوة عزل الهواء المحيط به (والتي تقارب 30 kV/cm في الظروف القياسية).
عند هذا الحد، يتأين الهواء حول الموصل ويتحول إلى موصل جزئي للشحنات، مما يُطلق طاقة مرئية ومسموعة.
⚠️ أبرز أضرارها على شبكات النقل:
🔷 📉 فقد في القدرة الكهربائية (Power Losses): استهلاك جزء من الطاقة المنقولة في تأيين الهواء وتوليد الحرارة والضوء.
🔷 🔊 تلوث ضوضائي وراديوي: تداخل كهرومغناطيسي مع إشارات الراديو والاتصالات القريبة بسبب الترددات العالية الناتجة.
🔷 🧪 تآكل الموصلات: يؤدي تأيين الهواء إلى تفاعل الأكسجين لإنتاج غاز الأوزون (O_3)، والذي يتفاعل مع رطوبة الجو مكونًا حمض النيتريك، مما يسبب تآكل سطح الأسلاك والعوازل.
🛠 طرق المعالجة والحد منها هندسيًا:
🔷استخدام الموصلات الحزمية (Bundled Conductors):
تقسيم الطور الواحد (Phase) إلى سلكين أو أكثر يفصل بينها مسافة صغيرة، مما يزيد من "القطر الفعّال" للموصل ويقلل شدة المجال الكهربائي السطحي.
🔷 زيادة قطر الموصلات (Larger Diameter Conductors): استخدام موصلات مثل ACSR بأقطار أكبر لتقليل تركيز الشحنات على السطح الخارجي.
🔷 تركيب حلقات تفريغ كورونا (Corona Rings):حلقات معدنية تُثبت عند نهايات سلاسل العوازل لإعادة توزيع المجال الكهربائي ومنع تركز الإجهاد الكهربائي على النقاط الحادة.
🔷 زيادة المسافات البينية بين الموصلات (Spacing): تقليل التداخل بين المجالات الكهربائية للموصلات المجاورة.
🔷 تنعيم أسطح الموصلات: الحفاظ على نظافة الأسلاك وتجنب الخدوش أو النتوءات الحادة التي تُركز خطوط المجال.
📝 ملاحظات هندسية هامة (Engineering Notes):
🔷 الظروف الجوية: تزداد حدة الظاهرة في الطقس الماطر والضبابي بنسبة قد تصل إلى أضعاف قيمتها في الجو الجاف بسبب انخفاض عزل الهواء الرطب.
🔷 الجهد الحرج (Critical Voltage): لا تبدأ الظاهرة إلا بعد تجاوز جهد التشغيل لما يُعرف بـ Disruptive Critical Voltage.
🔷 الجانب الإيجابي الوحيد: تعمل ظاهرة كورونا كمخفف طبيعي للجهود العالية المفاجئة الناتجة عن الصواعق (Lightning Surges) حيث تفرغ جزءاً من شحنتها الزائدة في الهواء.
