1. 코로나 현상이란?
코로나 현상(Corona Discharge)은 초고압 송전선로 주변에서 발생하는 방전 현상입니다.
송전선로의 국부적인 전압이 절연 강도를 초과할 경우, 공기 중에 전자가 방출되면서
불꽃 방전과 잡음이 발생하는 것이 특징입니다.
2. 공기의 파열 극한 전위강도
코로나 현상은 공기의 파열 전위강도(Air Breakdown Voltage)를 초과할 때 발생합니다.
- 표준 상태(온도 0℃, 압력 760mmHg)에서 공기의 파열 강도:
- 직류(DC): 약 30 kV/cm
- 교류(AC): 약 21.1 kV/cm
3. 코로나 임계전압 계산식
코로나 임계전압(E₀)은 다음과 같은 식으로 계산됩니다.
4. 코로나 현상의 문제점
코로나 방전이 발생하면 여러 가지 부정적인 영향을 미칩니다.
- 전력 손실 증가: 방전으로 인해 송전 효율이 저하됩니다.
- 소음 발생: 특히 저압 전기장치에서 소음이 커질 경우, 주변 환경에 영향을 미칩니다.
- 전자파 간섭(EMI) 유발: 코로나 잡음은 근접 통신선로 및 전자기기에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
- 전선 부식: 방전 과정에서 생성된 오존(O₃)으로 인해 전선의 부식이 가속화됩니다.
- 유도 장애 발생: 코로나 현상이 유도 장애(Inductive Interference)를 유발하여 인근 전력 설비에 악영향을 줍니다.
5. 코로나 방지 대책
코로나 방전을 줄이기 위해 다음과 같은 대책을 사용할 수 있습니다.
- 굵은 전선(ACSR) 사용: 전선의 반지름을 증가시키면 임계전압이 높아져 코로나 발생을 줄일 수 있습니다.
- 다도체 방식 적용: 송전선의 병렬 배치를 통해 전계 강도를 낮추는 방법입니다.
- 가선금구류 개선: 코로나 방전에 취약한 가선금구를 최적화하여 전기적 스트레스를 줄입니다.