Physikalisch gesehen bezeichnet der Hochspannungskoronaeffekt ein Teilentladungsphänomen, das durch die Ionisierung von Luftmolekülen entsteht, wenn die Stärke des lokalen elektrischen Felds die Durchschlagsfeldstärke der Luft an der Oberfläche einer Hochspannungsleitung oder eines Stromgeräts übersteigt. Diese Art der Entladung tritt nicht als vollständiger Durchschlag zwischen den Elektroden auf, sondern konzentriert sich auf den Bereich mit der höchsten elektrischen Feldstärke an der Oberfläche des Leiters. Optisch kann sich der Koronaeffekt nachts als schwacher blau-violetter Lichthof um den Leiter manifestieren. Akustisch wird er von einem anhaltenden Summ- oder Brummgeräusch begleitet. Auf der Ebene der elektrischen Leistung sind die Auswirkungen des Koronaeffekts weitaus komplexer als diese intuitiven Phänomene.
Die Schäden, die der Koronaeffekt im Hochspannungsnetz verursacht, zeigen sich hauptsächlich in drei Aspekten, die jeweils direkt mit den Betriebskosten und Sicherheitsrisiken der Energieversorger zusammenhängen. Der wichtigste Aspekt ist der Verlust elektrischer Energie. Während der Koronaentladung kollidieren ionisierte Luftmoleküle immer wieder mit neutralen Molekülen, wodurch ein Teil der elektrischen Energie in Wärme-, Licht- und Schallenergie umgewandelt und verbraucht wird. Diese Kosten können für Stromnetzbetreiber, die maximale Energieeffizienz anstreben, nicht ignoriert werden.
Darüber hinaus verursacht der Koronaeffekt erhebliche elektromagnetische Störungen und Umgebungsgeräusche. Während des Entladungsprozesses strahlen ionisierte Luftmoleküle breitbandige elektromagnetische Wellen ab. Diese elektromagnetischen Wellen stören Signale oder Geräte in der Umgebung, was zu Fehlfunktionen führen und die Planung und den sicheren Betrieb des Stromnetzes beeinträchtigen kann. Gleichzeitig breitet sich der durch die Koronaentladung erzeugte Lärm mit der Verlängerung der Übertragungsleitung aus und kann die durch Umweltschutznormen festgelegten Grenzwerte in Wohngebieten und in der Nähe von Bürogebäuden überschreiten. Dies führt zu Beschwerden der Anwohner und setzt die Energieversorger unter Druck, die Umweltschutzvorschriften einzuhalten.
Darüber hinaus beschleunigt der langfristige Koronaeffekt die Alterung und Korrosion von Stromanlagen und birgt Sicherheitsrisiken. Bei der Koronaentladung entstehen stark oxidierende Gase wie Ozon und Stickoxide. Diese Gase verbinden sich mit der Luftfeuchtigkeit zu sauren Substanzen, die die Metallbeschichtung auf der Drahtoberfläche, das Schirmmantelmaterial des Isolators und die Verbindungen der Metallbeschläge korrodieren lassen. Diese Probleme verkürzen nicht nur die Lebensdauer der Anlage, sondern können auch zu plötzlichen Ausfällen wie Leitungsunterbrechungen und Stromausfällen führen, die hohe Wartungskosten und Sicherheitsrisiken für den Betrieb und die Wartung des Stromnetzes mit sich bringen.
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