物理学の本質から言えば、高圧コロナ効果とは、高圧送電線や電力設備の表面で局所的な電界の強度が空気の破壊電界強度を超えたときに、空気分子の電離によって引き起こされる部分放電現象を指します。この種の放電は、電極間の完全な破壊では発生せず、導体表面の電界強度が最も高い領域に集中します。視覚的には、コロナ効果は夜間に導体の周囲にかすかな青紫色のハローとして現れることがあります。聴覚的には、連続したブザー音またはブザー音を伴います。電気性能レベルでは、コロナ効果の影響はこれらの直感的な現象よりもはるかに複雑です。
コロナ放電が高圧電力網に及ぼす悪影響は、主に3つの側面に反映されており、いずれも電力会社の運用コストと安全リスクに直接関係しています。最も重要なのは、電気エネルギーの損失の問題です。コロナ放電過程において、イオン化された空気分子は中性分子と衝突し続け、電気エネルギーの一部が熱、光、音エネルギーに変換されて消費されます。これは、エネルギー効率の最大化を追求する電力網運営者にとって無視できないコストです。
さらに、コロナ放電は深刻な電磁干渉と環境騒音を引き起こします。放電過程において、イオン化された空気分子は広帯域の電磁波を放射します。これらの電磁波は周囲の信号や機器に干渉し、機器の誤動作を引き起こし、電力網のスケジューリングや安全運用に影響を及ぼす可能性があります。同時に、コロナ放電によって発生する可聴ノイズは送電線の延長に伴い拡散し、住宅地やオフィス街付近の環境保護基準の限度を超える可能性があります。これにより、周辺住民からの苦情や電力会社への環境コンプライアンス遵守圧力が生じる可能性があります。
さらに、長期にわたるコロナ放電は電力設備の老朽化や腐食を加速させ、安全上のリスクをもたらします。コロナ放電時には、オゾンや窒素酸化物などの強力な酸化性ガスが発生します。これらのガスは空気中の水分と結合して酸性物質を形成し、電線表面の金属コーティング、絶縁体の傘スカート材、金具の接合部などを腐食させます。これらの問題は、設備の寿命を縮めるだけでなく、回線遮断や停電などの突発的な故障を引き起こす可能性があり、電力網の運用・保守に高額なメンテナンスコストと安全上のリスクをもたらします。
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