1. Características de las Descargas en Medios Gaseosos
a) Característica Estática V vs I
La característica estática (V vs I) de las descargas en medios gaseosos describe la relación entre el voltaje aplicado y la corriente resultante. Esta característica es crucial para comprender las etapas del fenómeno de descarga, especialmente considerando su corta duración. Se puede obtener de dos maneras:
- Disminuyendo la resistencia eléctrica del circuito.
- Incrementando la tensión aplicada.
Figura (insertar figura de la característica V vs I)
- De 0 a Zn: Lineal.
- a-b: Ionización por choque.
- c-d: Descarga dependiente luminiscente.
- d-e: Descarga independiente o por arco.
b) Características de Paschen
(Añadir descripción de las características de Paschen)
c) Diferencias entre Corona Positiva y Negativa
(Añadir descripción de las diferencias entre corona positiva y negativa)
d) Ley de Paschen y el Comportamiento del Aire como Dieléctrico
La ley de Paschen describe la tensión de ruptura de un gas en función de la presión y la distancia entre electrodos. Explica cómo el aire, como dieléctrico, varía su capacidad de aislamiento al cambiar la presión barométrica. A presiones más altas, se necesita una mayor tensión para producir una descarga disruptiva, mientras que a presiones más bajas, la tensión de ruptura disminuye.
2. Formación del Arco Eléctrico y Condiciones de Estabilidad
El arco eléctrico es una descarga eléctrica autosostenida que se produce por emisión termoiónica y fotoiónica de un cátodo incandescente. Se caracteriza por una relación V vs I negativa y se puede obtener por separación de contactos o por transición a una mayor tensión. El arco está formado por una parte interior brillante de alta temperatura rodeada por una aureola. Al aumentar la tensión, la densidad de corriente cambia, lo que lleva a un aumento de la descarga. En un momento dado, la descarga cambia bruscamente y se produce el arco, con una densidad de corriente muy elevada. El arco se extingue cuando la corriente cae por debajo de un valor crítico. Durante el arco, se produce una fuerte emisión en el ánodo que crea un bombardeo en el cátodo.
3. Efluvios y Coeficiente de Townsend
a) Condiciones para la Aparición de Efluvios
- Acción de las descargas y del medio en los conductores (condiciones atmosféricas, tensión, formación de iones).
- Orden de magnitud correspondiente a la movilidad de los iones y electrones.
- Tiempo que requieren los iones para recorrer la distancia que los separa de los electrones.
b) Primer Coeficiente de Townsend
El primer coeficiente de Townsend representa el proceso primario de ionización por choque elástico. Indica el número de electrones producidos por un electrón que viaja en dirección del campo eléctrico uniforme. Depende directamente de la intensidad del campo y la presión.
c) Efectos de las Condiciones Atmosféricas en Descargas No Homogéneas
- La lluvia en la superficie de los electrodos origina efluvios y altera las condiciones de descarga.
- Si la presión es elevada, la tensión disruptiva se incrementa.
- La tensión es proporcional a la densidad del aire e inversamente proporcional a la temperatura absoluta.
- La humedad influye directamente en la tensión.
d) Envejecimiento de los Aislamientos Sólidos
El envejecimiento de los aislamientos sólidos se produce al someter un aislante a una tensión de servicio, lo que causa descargas internas en las porosidades del material. Estas descargas amplían las imperfecciones del aislante, y con el tiempo, lo desgastan, produciendo una disrupción.
4. Efecto Corona en Líneas de Transmisión de Alta Tensión
El efecto corona es una descarga parcial que se produce en las líneas de alta tensión cuando el campo eléctrico en la superficie del conductor supera la rigidez dieléctrica del aire. Esto genera pérdidas de energía, ruido audible, interferencias electromagnéticas y puede deteriorar el conductor y los aislantes.
5. Consecuencias del Efecto Corona
a) Pérdidas de Potencia
La formación lateral de iones positivos y negativos, junto con las descargas tipo penacho, constituyen la principal causa de pérdidas de potencia en líneas de alta tensión.
b) Deterioro del Conductor y Ferretería
El ozono, un gas triatómico con propiedades químicas corrosivas, se genera por el efecto corona. Esto produce un deterioro por corrosión de las partes afectadas por las descargas, permitiendo la penetración de agentes corrosivos.
c) Deterioro de los Aislamientos
Las descargas parciales del efecto corona pueden deteriorar los aislantes de las líneas de alta tensión.
d) Interferencia en las Comunicaciones
Las líneas de alta tensión con voltajes superiores a 200 kV generan perturbaciones radioeléctricas debido al efecto corona. La intensidad de estas perturbaciones depende de la distancia al emisor de campo útil.
e) Ruido Audible y Luminiscencia
La persistencia de las descargas de chispa del efecto corona produce ruido audible y luminiscencia.
f) Ruido, Sobretensiones de Diversas Naturalezas
El efecto corona puede generar sobretensiones en líneas largas, influyendo en las sobretensiones de maniobra, por rayo y por incremento espontáneo del acoplamiento electrostático entre el conductor de guarda y los conductores de fase. Esto puede ser una ventaja en algunos casos, ya que ayuda a limitar las sobretensiones en líneas que se desenergizan.
6. Preguntas sobre Conceptos Básicos
(Añadir respuestas a las preguntas sobre fuerza de atracción entre protón y neutrón, gradiente eléctrico, potencial electrostático y energía potencial)
7. Constitución del Campo Eléctrico e Importancia de los Efluvios
(Añadir descripción de la constitución del campo eléctrico, la importancia y las condiciones para la aparición de efluvios, y el significado físico del primer coeficiente de Townsend)
8. Tipos de Ionización
a) Ionización por Choque
(Añadir descripción de la ionización por choque)
b) Fotoionización
(Añadir descripción de la fotoionización)
c) Termoionización
(Añadir descripción de la termoionización)
d) Ionización Natural
(Añadir descripción de la ionización natural)
9. Procesos de Descarga
a) Proceso Beta
(Añadir descripción del proceso beta)
b) Proceso Epsilon
(Añadir descripción del proceso epsilon)
c) Proceso Gamma
(Añadir descripción del proceso gamma)
d) Ruptura de Townsend
(Añadir descripción de la ruptura de Townsend)
10. Perforación Termoeléctrica, Ley de Paschen y Canal Plasmático
(Añadir respuestas a las preguntas sobre perforación termoeléctrica, ley de Paschen, formación del canal plasmático y punto de Stoletov)
11. Esfuerzo Eléctrico, Fuerza de Sostenimiento y Transporte de Energía
(Añadir respuestas a las preguntas sobre esfuerzo eléctrico, fuerza de sostenimiento y transporte de energía eléctrica)
12. Efectos del Efecto Corona en Líneas de Alta Tensión
(Añadir descripción de los efectos del efecto corona en líneas de alta tensión)
13. Descargas Progresivas en Gases y Principio de Paschen
(Añadir descripción del mecanismo de las descargas progresivas en gases y enunciar el principio de Paschen)
14. Cámaras de Extinción de Arco y Extinción en CA
(Añadir respuestas a las preguntas sobre el funcionamiento de las cámaras de extinción de arco y la extinción del arco en corriente alterna)
15. Sobretensiones Atmosféricas y por Maniobra
(Añadir respuestas a las preguntas sobre la formación de sobretensiones atmosféricas y las sobretensiones por maniobra (transformador en vacío))