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Efeito Corona e Descargas parciais

Conceito básico do Efeito ou descarga Corona

Efeito Corona – Em eletricidade, o efeito Corona ou também chamado de uma descarga de Corona, é uma descarga elétrica produzida pela ionização de um fluido nas redondezas de um condutor. Esse fenômeno ocorre quando o gradiente elétrico excede um certo valor, mas as condições são insuficientes para causar um arco elétrico.

Definição do fenômeno da descarga Corona

Uma descarga de corona é formada pela emissão de elétrons por eletrodos de alta tensão, no qual chocam-se com átomos do dielétrico adjacente ao eletrodo. O choque provoca a liberação de novos elétrons, formando um processo chamado de *avalanche de Townsend.

Isso se dá em objetos eletricamente carregados com superfície pontudas, ou com raio de curvatura relativamente muito baixo, como por exemplo fios ou cabos, ou possuindo irregularidades, com isso ocorrerá uma concentração de campo elétrico nesta região. Quando este campo (ou gradiente do potencial elétrico) é grande o suficiente, e seja este objeto imerso em um fluido, na região imediatamente próxima à ponta ocorrerá uma ionização do fluido, tornando-o condutivo.

Se a geometria e gradiente são tais que a região ionizada continua a crescer ao invés de para a um certo raio, um circuito condutivo completo ira se formar, resultado em uma fagulha momentânea, ou em um arco continuo.

A descarga de corona ocorre somente entre dois eletrodos assimétricos; um altamente curvado (tal como buraco de uma agulha, ou furo de pequeno diâmetro) e uma superfície suave tal como um prato, ou o solo.

A superfície curvada assegura um grande potencial elétrico em torno do eletrodo, para a geração do plasma. Para configurações possuindo campos relativamente uniformes, ocorrerão outros fenômenos de descarga, como por exemplo as geradas por lâmpadas fluorescentes.

Conceito básico de Descargas parciais

Em engenharia elétrica, o termo descarga parcial (DP) frequentemente empregado no plural como descargas parciais pode ser definido como descargas elétricas localizadas que de modo parcial, fazem conduzir um isolante elétrico e podem ou não acontecer perto de um condutor. A norma IEC 60270 define Descarga Parcial como: “Descargas elétricas localizadas que simplesmente faz a ligação parcial entre dois condutores através do isolamento.

Definição do fenômeno da Descarga parcial

Descarga Parcial é, em geral, a consequência de uma concentração de tensão elétrica local no isolamento ou sobre uma superfície de isolamento. Geralmente, tais descargas aparecem como pulsos com a duração menor que 1 μs”.  As descargas parciais podem ser classificadas de acordo com a natureza da sua origem. Podem ser do tipo superficial, corona, buraco interno, contaminante em resinas, bolhas de gases em dielétricos líquidos, entre outros.

Entendimento da ionização e Descargas parciais

O termo ionização, que muitas vezes é utilizado para referir-se a descargas parciais internas é incorreto, pois sua abrangência é muita ampla. Já o termo descarga parcial refere-se a uma descarga incompleta, que tanto pode ser uma descarga interna, uma descarga superficial ou mesmo uma descarga externa, a qual é referendada pelo termo “Corona”. O termo “descarga parcial – DP”, apesar de um tanto genérico, foi consagrado pelo uso e pela literatura para referir-se ao termo correto, que seria descarga parcial interna.

Descarga Corona e descargas parciais segundo a IEEE

Conforme as definições citadas pelo IEEE 1434-2002 (Instituto de Engenheiros eletricistas e Eletrônicos), ambos os fenômenos são diferenciados conforme descrição a seguir:

 As descargas parciais (DPs) são “centelhas”, ou surtos de elétrons e íons ocorrendo em espaços vazios dentro, ou adjacente à isolação das barras do estator, sendo difícil sua verificação visual.

Enquanto a descarga Corona ocorre quando o gás próximo a um condutor exposto se ioniza, produzindo descargas parciais visíveis.

Utilização desses fenômenos

Tais fenômenos como o efeito ou descarga Corona que vimos tratar-se de um tipo de descarga parcial e as descargas parciais no seu conceito mais amplo, podem ser usados para alguns tipos de serviços de forma a trazer benefícios, senão vejamos:

Descargas parciais como um ensaio END

O ensaio de descargas parciais é um ensaio não destrutivo (END) cuja finalidade é medir o nível de descargas parciais em um determinado equipamento numa dada tensão, onde existem diversos tipos de isolamentos envolvidos (sólido, líquido e gasoso). De maneira geral, o nível de descarga parcial medido deve estar abaixo de um valor prefixado por norma ou especificação do equipamento ensaiado.

Essa técnica de END usando as descargas parciais se mostra confiável por apresentar laudos precisos. Isso auxilia sobremaneira a tomada de decisão sobre fazer ou não a manutenção nos equipamentos ensaiados.

Aplicações da descarga/Efeito Corona

A descarga ou Efeito Corona tem inúmeras aplicações comerciais e industriais conforme vemos a seguir:

1. Tratamento da superfície de filmes poliméricos para aumentar sua compatibilidade com adesivos ou tintas impressão;
2. Fabricação de eletretos (tipo de microfone reduzido) usando a técnica da descarga Corona.
3. Descargas Corona podem ser usadas para gerar superfícies carregadas, as quais são usadas em copiadoras eletrostáticas (fotocópia).
4. Elas também podem ser usadas para remover partículas do ar inicialmente carregando-o, e conduzindo o fluxo carregado através de um filtro de polaridade alternada, depositando-se as partículas carregadas em placas de polaridade oposta.
5. Os radicais livres e íons gerados nas reações de Corona podem ser usados para remover do ar certos produtos tóxicos, através de reações químicas, e serem usados para produzir ozônio.

*Avalanche de Townsend – Em 1914, Townsend apresentou estudos sobre o processo de ionização dos gases, abordando os diversos mecanismos envolvidos na formação e propagação de descargas elétricas em gases. Townsend, em seus primeiros experimentos de descarga de gás, descreveu o significado do número de coeficientes de elétrons produzidos por um simples elétron viajando a distância de 1 cm em um campo uniforme. O coeficiente é conhecido como primeiro coeficiente de ionização de Townsend ou Avalanche de Townsend.

Conclusão

Como vimos nesta matéria, os conceitos dos fenômenos citados, tem entre si suas particularidades e ambos considerados como descargas parciais sendo que a descarga Corona é tida como um tipo de descarga parcial externa.

Esses fenômenos citados nessa matéria, tem muita literatura para estudo e com certeza trouxemos apenas alguns conceitos. Trouxemos também exemplos de aplicação, principalmente no caso das descargas Corona, amplamente utilizada.

Fonte: boa parte dessa matéria foi extraída do site:

Wikipédia, a enciclopédia livre