전기공사기사 코로나 손실과 코로나에 의한 각종 장해 — 오존과 공기 밀도

코로나는 전선 주위 공기가 부분적으로 이온화되면서 일어나는 손실이다. 공기의 밀도가 낮으면 전기가 더 쉽게 새어나가 코로나 손실이 커진다. 그래서 코로나 손실과 가장 관계가 깊은 인자로 공기 밀도가 꼽힌다.

코로나는 전선 표면 근처의 전기장이 매우 강해질 때 생긴다. 이온화가 일어나면 소음과 방전이 생기고 금속 표면이 부식되며, 대략 수십 kV/cm 수준에서 발생한다. 코로나 손실은 주파수에 따라 달라지지만, 주파수의 2/3 제곱처럼 단순한 법칙으로 설명되지는 않는다.

전선이 부식되는 원인은 오존이다. 코로나가 일어나면 송전선 표면에서 부분방전이 생기고, 그 과정에서 공기 중에 오존이라는 산화성 기체가 만들어진다. 이 오존이 금속 표면을 공격하기 때문에 코로나가 발생하면 전선이 부식된다.

복도체를 쓰는 주된 목적은 전선 표면의 전기장을 약하게 만드는 것이다. 여러 가닥을 묶으면 겉모양이 두꺼워져 표면 전기장이 낮아지고, 그만큼 코로나가 줄어든다. 코로나 방지에는 전선 굵기를 키우는 방법도 효과가 있다. 전선이 굵으면 표면 전기장이 약해져 코로나가 덜 생긴다.

임계전압은 도체가 굵고 표면이 깨끗하며 날씨가 맑을수록 높아진다. 반대로 공기가 옅어져 밀도가 낮아지면 임계전압은 낮아진다. 수평 배치에서 이웃한 도체 사이가 각각 4 m이면 등가선간거리는 4·4·8 m의 기하평균인 5.04 m가 된다.