Análisis del espectro radioeléctrico de la descarga corona

Abstract

RESUMEN: Esta tesis es parte de la investigación propuesta en el proyecto “Caracterización de la Descarga Corona y Estudio de los Efectos Electromagnéticos de Líneas de Transmisión en Alta Tensión de Corriente Directa” con registro No. 263956 dentro del marco de la “Cooperación Bilateral de Investigación y Tecnología Turquía – México” organizado por el Consejo de Investigación Científica y Tecnológica de Turquía (TÜBITAK) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) de México. Las interferencias radioeléctricas, tanto radiadas como conducidas, generadas por las líneas de transmisión de alta tensión de corriente alterna (ATCA) han sido un tópico de investigación constante. Aunque la interferencia radioeléctrica puede deberse a diferentes fenómenos, la producida por la “descarga corona” ha sido la de mayor interés. Con el auge actual de las líneas de alta tensión de corriente directa (ATCD), el análisis de los fenómenos relacionados con la descarga corona también ha aumentado, ya que es un aspecto importante para su diseño. Este trabajo presenta un análisis detallado del espectro radioeléctrico de la descarga corona. La descarga corona es un fenómeno que se presenta en los sistemas eléctricos de alta tensión (AT) tanto de corriente alterna (CA) como de corriente directa (CD), el cual a lo largo de los años ha sido ampliamente estudiado. En este trabajo se reporta la investigación del espectro radioeléctrico de la descarga corona usando una jaula corona y una línea de transmisión a escala. La descarga corona se presentó a los 7.5 kV y 12 kV, respectivamente. Dicho fenómeno se caracterizó dentro de una jaula de Faraday y dentro de una cámara semianecoica. Los resultados se presentan en función del tiempo y de la frecuencia, tanto para las emisiones radiadas como conducidas. Para las emisiones conducidas se utilizó una sonda de corriente con un ancho de banda de 500 MHz y un osciloscopio mientras que para las emisiones radiadas se utilizó una antena de aro y una antena log – periódica híbrida para cubrir un ancho de banda de 10 kHz a 1000 MHz. La medición de las emisiones radiadas se llevó a cabo con un osciloscopio, un analizador de espectro (AE) y un receptor de interferencia electromagnética (EMI). La aportación de este trabajo es la determinación del espectro radioeléctrico emitido por el fenómeno corona generado en los arreglos mencionados. Los resultados se analizaron por medio de la transformada wavelet continua (TWC), que es un método que permite, en este caso, interpretar el comportamiento de señales eléctricas transitorias, como es el fenómeno de la descarga corona. Con este método, se determinaron que las componentes de frecuencia de mayor energía, están concentradas entre 8 y 64 MHz. ABSTRACT: This thesis is part of the research proposed in the project “Corona Discharge Characterization and Study of electromagnetic Effects of HVDC Transmission Lines" with registration No.263956 within the framework of the “Bilateral Research and Technology Cooperation Turkey – Mexico” organized by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBITAK) and the National Council of Science and Technology (CONACyT) of Mexico. Radioelectric interferences both radiated and conducted, generated by high voltage alternating current (ATCA) transmission lines, has been a topic of constant investigation. Although the radioelectric interference may be due to different phenomena, the one produced by the “corona discharge” has been the one of greatest interest. With the current boom of high voltage direct current (ATCD) lines, the analysis of phenomena related to corona discharge has also increased, since it is an important aspect for its design. This work presents a detailed analysis of the radioelectric spectrum of corona discharge. Corona discharge is a phenomenon that occurs in high voltage (AT) electrical systems of both alternating current (CA) and direct current (CD), which over the years has been widely studied. In this work, it is reported the investigation of the radio electric spectrum using a corona cage and a scale transmission line. Corona discharge was presented at 7.5 and 12 kV, respectively. This phenomenon was characterized inside a Faraday cage and inside a semianechoic chamber. The results are presented as a function of time and frequency, both for radiated and conducted emissions. For the conducted emissions, a current probe with a bandwidth of 500 MHz and an oscilloscope were used while for the radiated emissions a loop antenna and a hybrid log – periodic antenna were used to cover a bandwidth of 10 kHz to 1000 MHz. The measurement of the radiated emissions was carried out with an oscilloscope, a spectrum analyzer (AE) and an electromagnetic interference (EMI) receiver. The contribution of this work is the determination of the electromagnetic spectrum emitted by the corona discharge generated in the mentioned arrangements, whose results were analyzed by means of the continuous wavelet transform (TWC), which is a method that allows, in this case, interpret the behavior of transient electrical signals, as is the phenomenon of corona discharge such as corona discharge. With this method it was determined that the higher energy frequency components are concentrated between 8 and 64 MHz.