Hace mucho que se sabe que el efecto corona puede provocar la falla de la aislación. Sin embargo, no todos los aspectos del problema se entienden a cabalidad y aún se están investigando, incluidas la magnitud y la duración del efecto corona para iniciar la degradación, mejores métodos de detección y el desarrollo de pruebas adecuadas para predecir el desempeño en su presencia.
Cuando se trata de aisladores poliméricos, la actividad de corona se puede originar a partir de la ferretería, los vacíos dentro del material o a partir de los defectos de la interfaz. La mayor parte de la luz que se produce por este tipo de corona tiene una longitud de onda más corta que 400 nm y, por lo tanto, cae en el rango de UV. Por el contrario, la mayor parte de la radiación solar está en el rango visible de 400-700 nm que son longitudes de onda más cortas filtradas por la capa de ozono de la tierra. De hecho, algunos picos en la región UV del espectro de corona coinciden con aquellos en el espectro solar o los exceden. Los materiales poliméricos son más susceptibles a la degradación por la UV provocada por el efecto corona que por la radiación solar, particularmente si el corona se produce cerca del material. El efecto corona rompe las moléculas estables de oxígeno (O2) para crear radicales que se combinan con las moléculas para formar ozono (O3). Luego, el ozono ataca los sitios de enlaces dobles o triples en los materiales elastoméricos tales como la goma de silicona o la EPDM. El resultado es el agrietamiento. Incluso cantidades minúsculas de ozono en el rango de ppm son suficientes para iniciar grietas; sin embargo, el tiempo que se requiere para que ocurra depende de la formulación del material.
Aunque los elastómeros más modernos están estabilizados para enfrentar esta amenaza, eventualmente algunos sucumben al ataque del ozono si su concentración se vuelve lo suficientemente alta. El corona también produce ácido oxálico y nítrico en presencia de la humedad superficial provocada por la humedad, el rocío o la niebla. Según el pH, esto también puede degradar localmente a los polímeros. El efecto corona puede incluso “perforar” agujeros en un material, lo que sugiere que la degradación no se debe solamente al ataque químico del ozono. De hecho, los investigadores han calculado la temperatura en la punta de la descarga y se ha demostrado que es lo suficientemente alta como para causar la “evaporación” incluso de materiales inorgánicos. También se sugiere que existe ataque mecánico, como el arenado, debido al impacto de las descargas repetidas en un material. De hecho, es raro en la ingeniería eléctrica que algún único fenómeno físico pueda gatillar tantos modos posibles de degradación.
Para ilustrar el potencial impacto del efecto corona, una investigación pasada involucró una inspección en terreno de aisladores poliméricos en líneas de 115 kV, 230 kV y 500 kV en el sur oeste de Estados Unidos con una cámara de corona y binoculares. Varias torres de 230 kV estaban equipadas con aisladores poliméricos con y sin anillos anticorona en las fases adyacentes. Los aisladores de 115 kV no tenían anillos anticorona, mientras que los aisladores de 500 kV tenían anillos en la línea y en la ferretería del extremo del suelo. Dadas las condiciones secas del territorio de servicio, la empresa que operaba estas líneas había decidido no cambiar los aisladores de 230 kV que no estaban equipados con anillos anticorona. Esto permitió realizar un estudio comparativo de los efectos del corona en los aisladores poliméricos ya que todos los otros factores eran los mismos (es decir, mismo diseño, material, detalles de fabricación, ubicación y voltaje del sistema). El efecto corona que se observó en estos aisladores, muchos de los cuales habían estado en servicio por más de 25 años, fue esporádico y se originó a partir de la ferretería.
Los aisladores de 230 kV que se evaluaron incluían tres generaciones de tecnología de aisladores poliméricos. Algunos se retiraron para examinarlos con más detalle y se encontró que la pollera más cercana al extremo de la línea sin un anillo anticorona mostraba cambios de menores a graves en forma de endurecimiento, agrietamiento y decoloración. Era evidente que estos aisladores estaban alcanzando el final de su vida útil y que, en efecto, probablemente hayan fallado en ubicaciones donde hay más precipitaciones.
Por el contrario, ninguno de los aisladores equipados con anillos anticorona mostró ese tipo de degradación. Esto demuestra enfáticamente que cuando se trata de aisladores poliméricos, el diseño y la necesidad de un anillo anticorona no solo dependen del nivel de voltaje sino que también del ambiente de servicio. Por ejemplo, en el caso de los aisladores en ambientes con alta contaminación, alta altitud o frecuente humedecimiento, es prudente tener un anillo anticorona en el extremo de la línea incluso a voltajes de transmisión más bajos.
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