A ameaça da Corona ao isolamento polimérico

Os engenheiros elétricos emprestaram a palavra latina 'corona' (coroa) para descrever o brilho em torno de um condutor submetido a uma tensão suficientemente alta. Esse brilho é causado pela ionização do gás e a subsequente liberação da luz quando os elétrons que ganharam energia do alto campo elétrico voltam ao seu estado original estável. Uma vez que a descarga não preenche o espaço entre os eletrodos, a corona é algumas vezes chamada de descarga parcial. A razão pela qual o brilho está localizado apenas em torno da fonte é que o isolamento fornece uma barreira para ionização adicional. Além disso, o campo elétrico decai rapidamente com o aumento da distância e é incapaz de sustentar a ionização.

Para todos os fins práticos, o corona não pode ser visto ou ouvido sem equipamento especializado. Qualquer degradação resultante em um material é iniciada no nível molecular. Dielétricos inorgânicos, como porcelana e vidro, que possuem fortes ligações químicas, são mais resistentes à degradação do que os polímeros orgânicos. Mas isso não deve levar à suposição de que a vida útil de isoladores compostos em linhas de transmissão será sempre limitada por esse fenômeno. A corona pode ser mitigada ou mesmo eliminada por meio de um bom projeto e fabricação. No entanto, é importante perceber que, se houver atividade corona sustentada perto de carcaças de isoladores poliméricos, a vida útil efetiva pode ser significativamente reduzida.

Há muito se sabe que a corona pode levar à falha do isolamento. No entanto, nem todos os aspectos do problema são totalmente compreendidos e ainda estão sendo pesquisados, incluindo a magnitude e a duração da coroa para iniciar a degradação, os melhores métodos de detecção e o desenvolvimento de testes adequados para prever o desempenho em sua presença. Quando se trata de isoladores compostos, a atividade corona pode se originar de hardware, vazios dentro do material ou defeitos interfaciais. A maior parte da luz produzida por tal coroa tem um comprimento de onda inferior a 400 nm e, portanto, cai na faixa UV. Em contraste, a maior parte da radiação solar está na faixa visível de 400-700 nm – os comprimentos de onda mais curtos filtrados pela camada de ozônio da Terra. De fato, alguns picos na região ultravioleta do espectro corona correspondem ou excedem aqueles na faixa solar.

Corona rompe moléculas estáveis ​​de oxigênio (O2) para criar radicais que se combinam com as moléculas para formar ozônio (O3). O ozônio então ataca locais de ligação dupla e tripla em materiais elastoméricos, como borracha de silicone ou EPDM. O resultado é craquelado. Mesmo pequenas quantidades de ozônio na faixa de ppm são suficientes para iniciar trincas, no entanto, o tempo necessário para isso depende da formulação do material. Embora a maioria dos elastômeros modernos sejam estabilizados contra essa ameaça, alguns eventualmente sucumbem aos ataques de ozônio, caso sua concentração se torne suficientemente alta. A Corona também produz ácidos oxálico e nítrico na presença de umidade superficial proveniente de umidade, orvalho ou neblina. Dependendo do pH, isso também pode degradar localmente os polímeros. Corona pode até mesmo "fazer furos" em um material, sugerindo que a degradação não se deve apenas ao ataque químico do ozônio. De fato, os pesquisadores calcularam a temperatura na ponta da descarga e mostraram que ela é alta o suficiente para causar a 'evaporação' até mesmo de materiais inorgânicos. Há também a sugestão de ataques mecânicos, como o jateamento, devido ao impacto de descargas repetidas sobre um material. Na verdade, é raro na engenharia de energia que qualquer fenômeno físico possa desencadear tantos modos possíveis de degradação.

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