空间介质颗粒对交流导线电晕特性影响规律

为了研究空间介质颗粒对导线交流电晕特性的影响,基于小电晕笼,应用Fi Lin?6紫外成像仪记录存在介质颗粒时模拟导线交流电晕放电发生、发展的过程,实验结果表明:空间介质颗粒会对导线交流电晕发生、发展过程产生影响,球径越大、距离导线越近则导线的起晕电压越低;存在多球时,由于颗粒间的相互影响,导线的起晕电压和放电过程会受到影响,其中垂直排列的颗粒之间对放电发展过程和起晕电压影响相对较大。将偏心偶极子模型应用到存在介质颗粒时电场计算中,结合模拟电荷法对导线周围存在颗粒时空间电场分布进行分析,仿真结果表明:导线表面的最大场强以及导线和颗粒间场强的均值随着颗粒尺寸的增大、颗粒导线距离的降低和颗粒相对介电常数的增大而增大;空间存在多个颗粒时,由于球间的相互影响使导线表面场强进一步增大,其中球间连线和电场方向一致时的影响更大。     

填充床反应器中多介质球表面电场分析

理论分析计算了多介质球体系在均匀电场中介质球表面电场分布 ,典型介质球排列方式对球表面场强影响的研究结论是 :沿电场方向整齐排列的介质球表面场强最大 ;最强和最弱场强在介质球接触处 ;介电常数大小强烈影响球表面场强分布     

共走廊架设超/特高压输电线路电场分布及走廊优化研究

超/特高压线路共用走廊架设时,由于导线数目多,电压等级不同,所以影响电场分布的因素较多,为了分析超/特高压输电线路共用走廊架设时线路下方的电场分布,基于等效电荷法建立了共用走廊时工频电场的计算模型,利用Matlab编制计算程序,仿真分析了共用走廊时输电线路下方距离地面1.5 m处的电场分布。重点讨论了超/特高压输电线路的相序排列、接近距离以及导线最小对地高度对整个输电走廊电场分布的影响。研究表明超/特高压共用走廊时导线的相序排列和导线最小对地高度对场强最大值有较大影响,高场强覆盖区域与接近距离成线性增长关系。结合电磁环境评估标准,提出了超/特高压共用走廊架设时建议采用的相序布置,接近距离和导线最小对地高度。     

±500 kV直流线路极导线垂直排列的合成场强

通过缩小尺寸的杆塔和导线的模拟试验研究了设计中的三沪直流输电线路极导线垂直排列的电场问题。测量和对比分析不同极导线高度和排列时的合成场强及其分布,结合直流线路标称场强的计算,认为导线电晕现象越严重,产生的离子越多,直流合成场强比标称场强就越大。研究表明,极导线水平排列比垂直排列的线下合成场强要高,高场强区宽,而且三沪直流线路极导线采用垂直排列且上负下正时合成场强较低。     

污秽颗粒对直流输电导线表面电场影响的仿真

导线表面染污是影响直流输电线路电磁环境问题的重要因素。为此,使用有限元分析软件对导线表面存在污秽颗粒时的电场分布情况进行了仿真,重点研究了圆锥、圆柱、球、半球形4种突起的几何参数和相对介电常数对导线表面最大电场强度的影响。仿真结果表明:污秽突起的长度(半径)、顶角以及污染物的介电常数是影响染污导线表面电场强度的重要因素;污秽导线的电场强度较正常值增加5倍;污秽物突起的顶点处场强最高,可导致电晕;圆锥型污秽物电场畸变最严重;污秽导线场强与污秽物介电常数呈正相关。该研究可用于指导污秽地区输电线路的设计。     

高压电力电容器极板边缘电场的简易计算

文章针对现代电力电容器普遍采用的极板凸出和折边结构,使用简化的电路模型求解极板边缘绝缘中的电场分布,给出了表达边缘电场的一些概念和计算电场分布的一些公式,还给出了极板边缘电容的计算公式。极板边缘绝缘中的电场分布极不均匀,最大场强出现在极板边缘的表面上,其值等于平均场强与电场畸变系数的乘积,随着至极板边缘的距离加大,遵循指数函数规律迅速衰减为零。这些概念和公式有助于对边缘电场的认识和理解,能够对电容器的结构设计﹑性能分析和制造工艺提供理论指导。     

球表面毛刺缺陷对球-板间隙操作冲击放电特性的影响

对不同直径屏蔽球表面存在毛刺缺陷时的表面电场分布进行了仿真分析,并在特高压试验大厅开展操作冲击放电试验。结果表明:毛刺的存在会大幅提高球表面的最大场强,当毛刺长度为1~5 mm时,其最大场强较表面洁净状态提高了40.4%~379.2%,且相同长度毛刺对屏蔽球表面场强的影响程度随球直径增大而增大;在5 m球-板间隙下,毛刺对屏蔽球操作冲击放电特性影响较为明显,当毛刺长度为1~5 mm时,其操作冲击放电电压降低了19.1%~30.4%。     

高压交流输电导线周围电场分布的影响因素研究

研究高压输电导线周围电场分布的影响因素。使用Ansoft Maxwell 3D有限元分析软件,建立了220 kV交流输电导线的三维模型。基于此模型分别探究了洁净条件下,以及导线表面附着水珠或不同介电常数的固体污秽颗粒时导线周围电场分布的规律。研究结果表明:洁净条件下,高压输电导线周围的电场分布不满足电晕放电的条件,具有较好的电磁环境;导线表面附着水珠或固体污秽颗粒时,导线周围的电场分布不均匀,且水珠或固体污秽颗粒的半径越小,相对介电常数越大,导线周围的电场强度也越大。     

基于边界元法的输电杆塔上分裂导线表面电场数值计算

为了比较准确计算输电导线附近电磁环境,为优化杆塔和线路提供参考,对输电杆塔附近的分裂导线表面电场进行数值分析。根据杆塔的特点,设杆塔模型由一系列圆柱形导体组成,并把圆柱形导体设为线单元。把分裂导线圆柱形表面设成面单元,采用线-面混合边界元法把杆塔和导线作为一个系统进行计算。针对导线表面剖分单元的特点,在高斯积分方法上提出了改进措施,即在剖分单元比较长的方向上增加高斯点,减少计算内存提高效率。同时考虑计算模型两边输电导线的影响和大地镜像的影响。计算结果表明:采用线-面混合边界元法,可以比较准确有效地计算出杆塔附近导线表面电场分布;杆塔附近分裂导线表面电场会明显增大,并随着距离杆塔越来越远,杆塔影响迅速减小,中间相导线受杆塔影响比较大;正常高斯积分长宽比值小于16倍时才比较准确,改进高斯积分后,剖分单元长宽比值64倍时结果仍然比较准确,显著提高了计算精度和效率;当半无限长导线距离计算点较近时对计算结果产生的影响比较大,距离计算点较远时产生的影响比较小。     

覆着藻类对110kV复合绝缘子电场分布的影响研究

潮湿环境下绝缘子表层覆着藻类影响其电压分布特征,对输电线路污闪防护影响较大。采用ANSYS仿真计算软件建立110 kV复合绝缘子二维电场计算模型,计算分析藻类生长位置、天气情况、生长状况等因素对绝缘子电场分布的作用规律。结果表明:绝缘子电场呈"U"形分布,在导线端护套与金具的交界处出现电场峰值;藻类生长越靠近高压端电场畸变越严重,低压端伞裙有藻类生长时,电场分布和清洁时大致相同,但球窝处场强减小;雨天时,导线侧金具与伞裙交界处的极大值并没有明显变化,低压端场强明显增大,藻类生长位置与水带交界处电场畸变严重,闪络风险较高;藻类形成干燥带对场强的影响不显著,轴向场强在干燥带处略微增加,低压端伞裙护套交界处电场强度有所减小,发生闪络的风险较低。     

基于上流有限元法的同走廊两回±800kV直流线路地面合成电场计算

为提高单位走廊输电能力,我国向家坝—上海与锦屏—苏南两回±800 kV直流线路采用同走廊架设。两回±800 kV直流线路同走廊架设在世界上无工程应用先例,需要对其地面合成电场进行研究,以满足工程设计和环境保护需求。文中提出了一种基于上流有限元法的同走廊两回直流线路地面合成电场计算方法,模拟试验线段试验结果验证了计算方法的有效性。计算和试验结果都表明:不同的极导线布置方案不会显著影响地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊两回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路的差别不大。最后对向家坝—上海与锦屏—苏南同走廊两回±800 kV直流线路的地面合成电场进行计算分析。     

利用强化偶极子模型计算混合体局部电场

针对高体积分数颗粒组成的混合体局部电场计算问题,为了解改进后的强化偶极子模型的计算的结果,用该模型计算了混合体局部电场,并和有限元法和点电偶极子模型法计算结果进行了比较。计算表明介电差异较小时,3种方法计算的结果差异不大,只是点电偶极子模型在强场区域误差稍大;在介电差异较大时,改进后的强化偶极子模型虽在颗粒表面弱场区域吻合得不是很好,但在大部分区域,特别是强场区域仍和有限元计算的结果吻合得较好,但点电偶极子模型计算结果的误差则明显加大。由此证明改进后的强化偶极子模型计算局部电场简单可行。     

架空线路分裂导线表面电位梯度的数值计算

用有限元法计算架空输电线路的电场可准确求得其导体表面的电位梯度。该法适于各类塔型和导线布置,克服了目前手册方法的不足。通过计算发现:分裂导体表面电位梯度随导体半径的增大而增大,随分裂间距的 增大而略有增大,随相间距离的增大而减小,当导线高度增加时,B、C相导体表面电位梯度减小而A相增大。     

交流电场强度对导线雾凇覆冰特性的影响

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰过程中导线的电晕放电量。为了解释电场对覆冰的影响机制,对交流电晕下水珠的荷电和所受库仑力进行了计算。试验结果表明:试验条件下,覆冰量和覆冰密度随交流场强增加均有先增大后减小的趋势。计算结果表明;电场将对水滴施加电吸力,导致在电晕出现之前或电晕较弱时覆冰量、覆冰密度增加;电晕较强时,空间电荷浓度增加,水滴荷电后所受库仑力起排斥作用,这可能是强电场下导线覆冰量和覆冰密度降低的原因。     

偶极子模型在颗粒链中的使用范围

针对偶极子近似模型认为球体内是均匀电场的条件 ,利用电场唯一性定理 ,设定球体边界不受周围偶极子影响的最低限制值 ,提出了统一的条件 ;分别讨论了在纵向和横向电场中 ,两个球体和无限多球体的颗粒链使用偶极子模型时 ,不同的球体间距与不同介电常数的使用要求 ,超出此范围 ,偶极子模型不再有效。     

Comparison of zeroth-order and harmonic expansion calculation of the electrostatic parameters of three-conductor bundles

An electrostatic field analysis of three-conductor bundles in triangular and flat (coplanar) configurations above ground is presented. The two configurations are compared from the viewpoint of bundle-to-ground capacitance, geometric mean radius, surface charge distributions, and electric field strength. Approximate results, neglecting proximity effects are firstly obtained considering a zeroth-order approach for the potential coefficient matrix. Accurate results are determined by application of the harmonic expansion method in order to correctly deal with proximity effects between individual conductors of the bundle. The latter approach yields significantly increased values for the electric field strength at certain points along the circumference of the individual conductors of the bundle. It is shown that the triangular configuration is more effective as far as corona problems are concerned.     

三相传输线产生的旋转电场

为了解三相传输线电场的旋转特性,在计算三相传输线电场的基础上分析了它的旋转规律。首先按无限长平行细长导线推导空间任意点电场强度的表达式,并针对等边三角形排列的三相传输线给出三角形中心、三角边中点、三角形外接圆上等位置点的具体表达式,它们分别显示圆、椭圆、直线等几何轨迹;然后用数值方法计算了任意三角形排列及直线排列的三相传输线电场,绘制其几何轨迹。计算结果显示三相传输线产生椭圆旋转电场,传输线周围分为旋转方向相反的两区域,其分界线上的电场是直线脉动的。传输线三角形排列时分界线是三角形的外接圆;直线排列时分界线是其连接直线。电场的旋转特性会对无向电场测量结果产生一定影响。     

高海拔地区750 kV输电工程导线可见电晕试验研究

我国第一条750 kV输电线路经过地区海拔高度基本在2 000 m以上,与国外已经运行的750 kV输电工程的运行环境有较大差异。在其线路设计中,导线的电晕特性对导线的选型有重大意义。用分裂导线控制导线表面的电场强度,可以避免大量的电晕损失。通过导线起晕电压试验,研究了导线表面场强计算,获得了高海拔地区750 kV输电工程设计基本参数,其研究成果推动和支撑了西北750 kV输变电工程建设。