污秽条件下±800kV直流输电线路电晕特性

±800 kV特高压直流输电线路起晕特性是影响其线路结构和建设费用的重要因素。起晕特性与导线表面状态相关,而直流电压下导线表面更容易积污,更严重影响输电线路的电晕特性。为了深入研究特高压直流输电线路污秽电晕问题,利用电晕笼研究了导线表面分别附有不同表面密度的模拟污秽和碳粉时的起晕特性并分析了污秽对±800 kV特高压直流输电线路电晕特性的影响。结果表明:当导线表面分别附有模拟污秽和碳粉时,在实际特高压直流输电线路表面场强附近,随污秽度的增加,电晕电流的增加趋势不同。起晕电压随污秽度的增加呈负指数下降,有饱和趋势,其中碳粉污秽对负极性电晕起始电压影响最大。根据实验结论和仿真研究,初步得出了±800 kV特高压直流输电线路导线电晕起始电压与表面污秽度之间的函数关系。     

风对±800kV直流输电线路无线电干扰的影响研究

高压直流输电线路电晕产生的无线电干扰与导线所加电压、导线布置形式有关,还与天气情况有关,特别是风对无线电干扰的影响较大。文章分析了高压直流输电线路无线电干扰的机理,在国内首次进行了特高压直流等尺寸试验线路无线电干扰的长期测试,研究了特高压直流输电线路的无线电干扰特性,得出了风对无线电干扰的影响规律。直流输电线路电晕产生的无线电干扰随从负极指向正极的风速增大而增大。     

表面水滴对特高压直流输电线路电晕特性的影响

雨、雾天气情况下导线表面形成的水滴会导致导线周围电场分布发生严重畸变,从而改变导线的电晕特性。我国第1条特高压直流输电工程——云广线处于多雨地区,导线电晕特性需考虑水滴因素的影响。为研究导线表面水滴对特高压输电线路电晕特性的影响程度,划分了导线表面水滴的等级,建立了导线电晕特性测试系统,测量了不同水滴等级下,电晕笼中导线的起晕电压、可听噪声水平等特征量,获得了导线表面水滴对导线电晕特性的影响规律,并据此对我国特高压直流输电线路的工程设计提出了建议。研究结果表明:导线的起晕电压随导线表面水滴等级的提高迅速下降,最低可降到原来的一半左右;起晕后,导线发生剧烈的舞动,导线表面的水滴在电场的作用下会被"蒸发"或甩掉;水滴会使导线起晕时的可听噪声值降低;在相同的电压作用下,导线的可听噪声水平随导线表面水滴等级的增加而提高。     

考虑电晕损耗的特高压直流输电线路雷击特性分析

某特高压直流线路冲击电晕是雷击导线时产生的一种现场,对特高压直流线路的雷击电晕问题还未见报道。以雷击故障为契机,开展了考虑电晕损耗的特高压直流线路雷击特性分析。基于导线伏库特性计算得到了冲击电晕作用下特高压直流线路的动态电容;同时基于电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了考虑冲击电晕损耗的线路模型,对考虑电晕损耗前后特高压直流线路雷电波传播特性进行了对比,且对特高压直流线路雷击电晕损耗的影响因素进行了分析。所得结论对开展特高压直流线路防雷工作具有重要参考意义。     

湿度对电晕笼中导线直流电晕特性的影响

为研究湿度对导线直流电晕特性的影响,建立了导线电晕特性测试系统。在人工气候室内,测量了不同湿度下电晕笼中导线的起晕电压和电晕可听噪声水平等特征量,获得了湿度对导线电晕特性的影响规律,并对我国特高压直流输电线路工程的设计提出了建议。     

雷电先导下行过程特高压直流线路电晕向流注放电转化的仿真研究

为了定量研究雷暴过程中电晕空间电荷对特高压直流输电线路后续流注放电起始的影响,基于带通量限制器的2阶有限体积方法和Kaptzov假设,建立雷暴过程中特高压直流输电线路电晕空间电荷分布的数值仿真模型。通过开展动态电场下水平导线电晕放电电流的实测与仿真对比研究,验证了模型的准确性。计算分析典型±1100kV特高压直流输电线路雷暴过程中导地线电晕电流时域波形和电晕空间电荷分布特征。得出下行先导趋近过程会显著增加导、地线表面附近约0.5m范围内正离子密度,并使导、地线电晕电流最大值较雷云电场作用时增加6～7个数量级。随着地线表面附近正离子密度增加,电场最大值从地线表面向导线附近空间移动,而导致后续流注产生。所作研究工作可为后续研究电晕空间电荷对特高压直流线路雷电绕击特性的影响奠定基础。     

特高压直流输电线路电晕电流的仿真与分析

由电晕放电产生的电晕电流会造成特高压直流输电线路的电能损失和输电成本的增加,它是考核输电线路的重要经济指标之一,电晕电流特性的研究对于输电线路的优化设计具有重要意义。首先,基于Kaptzov边界条件假设,研究利用上流有限元法计算单回路直流输电线路电晕电流的方法。随后,通过对实际特高压实验线段中测量得到的正极性输电线路上的电晕电流值与相同条件下的仿真结果进行对比,验证该算法的正确性和有效性。最后,基于该仿真算法,分析极间距和风速对特高压直流输电线路电晕电流的影响规律及原因。     

特高压直流长、短输电线路无线电干扰的转换关系分析

研究特高压直流长、短输电线路的无线电干扰转换关系,对于将特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线的试验结果用于预测实际特高压输电线路的无线电干扰有重要意义。推导了由无线电干扰激发函数表示的任意长度、任意终端阻抗输电线路上无线电干扰的计算公式。该计算公式在几种情况下简化后与国外文献结果的对比,可说明其可靠性。在此基础上,导出了中国特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线适用的长、短线无线电干扰转换关系。无限长线路的无线电干扰等于试验线段和电晕笼内导线的无线电干扰频率特性曲线极小值包络线乘以相应的转换系数。该研究结果对特高压直流输电工程的电磁环境评估有一定的参考作用。     

±1100千伏特高压直流输电电磁环境试验研究通过验收

正4月20日,中国电科院牵头承担的公司科技项目"±1 100千伏特高压直流输电线路电磁环境试验研究"通过验收。项目在"基于直流电晕笼的±1 100千伏分裂导线无线电干扰和可听噪声试验研究""±1100千伏直流线路采用初选导线时的电磁环境真型试验研究"等方面取得重要成果。近年来,随着特高压直流输电线路的建设和运行,直流输电线路导线电晕引起的电磁环境问题受到广泛的关注。     

空中悬浮颗粒物对直流电晕放电影响研究现状:颗粒物覆污电极效应EI北大核心CSCD

空中悬浮颗粒物因荷电或气流等因素而沉积于导线表面,其将对直流电晕放电和高压直流输电线路电磁环境产生影响。当前我国大气污染日益严重,沙尘和灰霾天气频发,此时空中悬浮颗粒物剧增。与此同时,我国正在和计划在北方建设多项特高压直流输电工程。因此,开展空中悬浮颗粒物对直流电晕放电和高压直流输电线路电磁环境影响的研究具有重要意义。该文对输电线路和静电除尘研究领域内关于颗粒物覆污电极而影响电晕放电特性和线路电磁环境的相关文献,从实验方法、起晕特性、电晕电流和离子电流以及合成电场特性等方面进行梳理和总结。最后,指出当前对自然污秽成分分析、自然污秽导线电晕特性、人工模拟污秽实验方法,污秽导线的电磁环境特性和起晕特性等方面的研究存在的问题,并从实验和理论角度提出未来研究建议。     

水滴或污秽对导线电晕放电起始特性的影响

导线电晕放电会引起能量损失、无线电干扰、可听噪声等危害。为了研究输电线路导线在淋雨或积污情况下的电晕放电特性,借助紫外线成像仪等设备,在电晕笼内进行了导线表面有水滴或污秽时的电晕放电起始特性的研究,主要包括水滴的数量及不同的污秽度对导线电晕放电起始特性的影响。结果表明:导线表面有一滴水或两滴水时,电晕起始放电要依次经历由"水滴的不稳定性"所引起的不稳定电晕、水滴周围气体的电离所致的稳定电晕放电、导线全面电晕放电3个阶段;导线表面水滴的稳定起晕电压随导线表面水滴的增多而减小;导线表面布满水滴或均匀涂刷污秽时起晕过程较为平缓,难以判断起晕的各个阶段;导线的电晕放电起始特性与导线表面污秽的盐密和灰密没有明显的关系。     

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。     

Effects of Contaminations on Corona Pulse Inception Characteristics of HVDC Conductor

Contaminations adhering on HVDC transmission line will change its corona characteristics to generate electromagnetic pollution. The corona-induced radio interference and audible noise become important factors influencing the configuration and costs of transmission project. For understanding the effects of contaminations on the corona pulse characteristics of an HVDC transmission line,a corona cage was adopted to experimentally investigate corona pulse inception voltage and corona pulse characteristics of the conductors with different contaminations on surfaces. The contaminations include simulated contaminations,carbon powder,cement and fine sand. The results show that when conductor is covered with contaminations,the positive polarity corona pulses have high amplitude and low frequency,while the negative polarity corona pulses have low amplitude and incremental high frequency components. The corona pulse inception voltage presents a negatively exponential decrease with the increase of contamination density,showing a saturation trend. Fine sand shows the greatest effect on the corona pulse inception voltage with positive polarity,while cement shows the least effect. A function of corona inception voltage and surface contamination density is given. This study may provide reference for design of transmission lines.     

雨天交流输电线路电晕放电判据

电磁环境是制约特高压输电线路结构设计与导线选型的关键因素,通过高速摄像机和放电脉冲的同步观测,研究了水滴下落、附着和离开导线时的放电特征;利用有限元软件分析了水滴和导线之间的电场分布;基于有效电离积分分析了水滴位置、大小、导线电压对水滴滴落放电的影响,提出了水滴滴落放电的起始判据。研究发现,雨滴与导线之间的间隙放电产生的放电电流脉冲远高于雨滴附着在导线表面时产生的电晕放电,是造成雨天交流线路电磁环境问题的主要原因;伴随水滴的滴落过程,有效电离积分经历了一个先升高后降低的过程;有效电离积分的极值随电压的升高而显著上升,随水滴半径的增加而小幅增加。     

特高压双回直流架空线路电晕起始电压的计算分析

为研究特高压双回直流架空线路的电晕起始特性,本文考虑线路排列方式和绞线的实际结构,结合气体放电理论建立了特高压双回直流线路的起晕电压计算模型。根据正负极起晕的不同机理,在利用优化模拟电荷法对绞线表面空间电场求解的基础上,计算了各极子导线的起晕电压。分析并讨论了导线布置、温度与气压及绞线参数等因素对起晕电压的影响。计算结果表明：-+/-+排列方式时线路起晕电压值较高。另外,导线半径的增大、气压的升高、分裂数的增加都能显著提高起晕电压。导线对地高度、极间距、上下层导线高度及分裂间距也都会不同程度影响起晕电压。绞线绞入率逼近于0时,绞线起晕电压接近光滑导线的起晕电压。     

冰棒—冰板间隙负极性电晕起始放电特性

国内外研究结果表明,绝缘子覆冰过程的一个显著现象是:在带电情况下,其表面冰凌并未完全桥接,而是在伞裙间形成一定的冰棱空气间隙。为研究这种空气间隙对放电发展的影响,利用冰棒-冰板空气间隙放电模型在人工气候室内进行了负极性直流电晕放电试验,并分析了不同间隙距离、不同大气压、不同覆冰类型(包括冰的表面状态以及覆冰水电导率)情况下的电晕起始放电特性。研究结果表明:随着空气间隙长度的减小和气压的降低,负极性电晕起始电压也明显下降;湿冰时的电晕起始电压高于干冰时的电晕起始电压。这些研究结果为进一步深入开展覆冰电极系统的电晕放电机理和覆冰绝缘子闪络研究打下了基础。     

500kV顺江乙线老化线路电晕起始电压变化特性

输电线路因电晕放电引起的电子环境问题时有发生,是影响特高压建设的难题之一。电晕起始电压是研究输电线路电晕特性的重要参数,随着线路运行年限和运行环境的改变,输电线路电晕起始电压可能发生变化。笔者针对广东南部地区顺江乙线运行年限16年的LGJ400/50老化后导线的电晕起始电压变化,利用小型电晕笼这一有效、方便的实验平台展开研究。文中通过紫外成像仪记录单根LGJ400/50老化导线和同型号新导线在相同施加工频电压下的光子计数率,并以此计算两者电晕起始电压。结果表明老化后LGJ400/50导线电晕起始电压由新导线的129.1kV下降至115.8kV。将此结果与Peek公式计算得到的光滑导体结果进行对比,从粗糙系数m的角度来讲,老化后多年导线粗糙系数从原0.85下降至0.77。实验结果表明,多年运行后的老化导线电晕起始电压有明显下降,这一结论为相关部门提供设计、维护建议。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。