基于特高压电晕笼的多分裂导线交流电晕特性研究

为了研究超特高压输电线路的交流电晕特性及其电磁环境,有必要获得不同型式多分裂导线的电晕特性参数.笔者介绍了基于特高压电晕笼的电晕效应试验方法和原理,深入分析和处理相关数据得到导线的可听噪声功率密度和无线电干扰激发函数,经过与已有的国外电晕特性经验公式曲线进行比较,证明了试验数据的有效性,并通过大量导线在不同天气、不同子...     

1 000 kV交流输电线路导线的电晕特性

电晕损耗是超高压及特高压线路损耗的重要组成部分,为深入研究不同导线方案的电晕特性,优化1000kV交流输电线路导线分裂形式及其子导线直径,分析了不同分裂形式和不同子导线直径的导线表面电位梯度、导线起晕电压、导线电晕损耗,研究了高海拔条件对导线起晕电压、导线电晕损耗的影响,对比了各导线方案对不同海拔地区的适应性,最终提出了平原和高海拔地区电晕损耗特性较优的导线配置方案,其有助于保证输电系统经济运行和节约工程投资。     

1000kV交流输电线路导线截面选择研究

首先分析了1000kV导线选择特点及国内外研究现状,提出了特高压导线截面选择原则,进而以晋东南-荆,门1000kV交流输电线路为例,系统阐述了特高压导线截面选择原理。经潮流计算分析,提出额定输送容量5000MW等系统要求,在此基础上,由经济电流密度计算初步确定8×400、8×500和8×630三种比选导线截面。对各种导线截面方案,进行了导线长期载流量、无线电干扰水平、可听噪声计算,以及计及电晕损耗的年费用计算等多方面的技术经济指标分析比较,最终提出晋东南-荆门1000kV交流线路导线截面选择的推荐意见。     

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。     

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。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度;计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度;分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求,电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律,无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

老化输电导线电晕特性及其对电磁环境的影响

线路运行过程中导线受到老化和积污影响,表面状态发生改变,产生电晕会对线路电磁环境产生不利影响。因此在小型电晕笼内,对广东省南部地区线龄24年的交流LGJ-400/50型及同型号新导线进行电晕实验;同时采用电子显微镜和白光干涉形貌仪对导线样品表面形貌以及表层成分进行了理化分析。根据实验结果对比了运行多年导线和同型号新导线的电晕起始电压、可听噪声和无线电干扰水平;由电晕起始电压计算得到了对应粗糙系数m,并与Peek公式计算值进行对比。结果表明:粤南地区长期运行后导线表面污秽成分中除原有的铝和氧元素外增加了大量的碳、硫、硅、铁、钙、钠、钾等元素;老化导线粗糙程度(轮廓算数平均偏差和轮廓算数均方根偏差)较新导线增大近20倍;长期运行后导线的电磁环境有明显恶化,电晕起始电压下降13.3%,粗糙度(Peek公式计算值)由原0.85下降至0.73;可听噪声和无线电干扰水平有所增加。     

广东地区老化导线湿润环境下交流电晕特性

导线电晕特性与导线表面状态紧密相连,长期老化后导线表面状态较新导线变化明显,更容易产生电晕。自然界中由于小雨、凝露等天气影响导致的导线表面湿润环境对电晕的产生和发展有显著影响,因此针对广东地区多组交流线路运行多年后的老化导线在湿润环境下的电晕特性,利用电晕笼进行了试验研究。通过紫外成像仪记录导线放电过程,并根据对应电晕点不同电压下光子计数率,采用切线法计算得到对应电晕起始电压,同时对老化导线的可听噪声和无线电干扰水平进行记录,并与同型号新导线进行对比。结果表明:在水分影响下导线表面的电晕放电更容易形成,且全线放电强度有所增强,湿润环境下老化后导线的电晕起始电压较干燥环境下老化导线和同型号新导线下降4%~9%和10%~14%;老化导线湿润环境下可听噪声水平较自身干燥环境下增长5%~10%,无线电干扰水平也有明显增加。     

采用电晕笼的交流分裂导线起晕电压海拔修正系数分析

电晕笼是用来模拟输电线路导线电晕特性的一种经济、有效的方法。为了深入研究海拔0～3800m范围内交流输电线路电晕起始电压的海拔修正系数,利用可移动式小型电晕笼在武汉、西宁、格尔木、纳赤台进行了多种4分裂导线的电晕特性试验。导线电晕放电后产生了光子,紫外成像仪可以记录光子的数量,从而利用切线法求取导线的电晕起始电压。通过武汉、西宁、格尔木和纳赤台4个不同海拔点的导线在干燥条件下的电晕起始电压测量结果,发现它们不适合用GB/T2317.2-2000或GB/T775.2-2003来进行海拔校正,因而提出了工程用指数和线性海拔校正方法,误差5%,可以满足工程实际需要。     

基于电晕笼的特高压导线可听噪声和无线电干扰试验研究

介绍了我国特高压交流电晕笼的基本原理、参数和结构,详细分析了电晕笼中导线电晕可听噪声和无线电干扰的测试方法.利用该特高压电晕笼对特高压真型导线的交流电晕效应进行了测试.通过电晕笼实测数据获得了我国特高压真型导线的可听噪声产生功率和无线电干扰激发函数,为进一步归纳出适合我国实际情况的可听噪声和无线电干扰预测方法提供了基础.     

500kV顺江乙线老化线路可听噪声与无线电干扰特性研究

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。可听噪声和无线电干扰水平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,输电线路可听噪声和无线电干扰水平可能发生变化。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,并利用电子显微镜和白光干涉形貌仪对样品表面状况进行观察。文中通过声级计和无线电干扰接收机观测单根LGJ400/50老化导线和同型号新导线在相同施加工频电压下电晕放电过程,并对比两组数据。结果表明,老化后LGJ400/50导线表面状况比新导线明显恶化,表面成分更为复杂;老化后导线可听噪声水平普遍增加1～5 dB(A);无线电干扰水平增加最大可达10 dB。上述结论为相关部门提供设计、维护建议。     

大雨环境下雨滴对线路电晕特性的影响

除了导线表面的状态和成分,导线附近大气状况也是引起导线电晕特性变化的重要因素。可听噪声、无线电干扰是反映电晕特性变化的重要参数。通过自制淋雨装置,在小型电晕笼中对单根LGJ-400/50型实际输电导线进行干燥和淋雨情况下的电晕实验,并利用无线电干扰接收机和声级计检测电晕放电情况。实验结果显示,同等电压下LGJ-400/50型导线在大雨状况下,可听噪声和无线电干扰值明显增加,在干燥时的电晕起始电压附近有最大差值;施加电压超过干燥时电晕起始电压后,随施加电压的增长,干燥和淋雨情况下的可听噪声和无线电干扰值差值均减小。     

基于电晕笼的特高压交流输电线路可听噪声预测方法

输电线路可听噪声是影响750kV及以上电压等级输电线路架设的重要因素之一,在线路设计之初应充分考虑。为此,介绍了利用电晕笼预测线路可听噪声的方法,通过武汉特高压交流试验基地的电晕笼开展了8分裂LGJ630导线可听噪声试验,得到了单位导线的可听噪声产生功率,同时,结合美国邦维尔水电局（BPA）计算公式和美国电力科学研究院（EPRI）计算公式,分别采用这3种方法预测了特高压交流试验基地的同塔双回试验线路可听噪声。通过将3种方法的预测结果与试验线段实测结果进行比对,发现通过电晕笼预测的结果比实测的L50噪声值小0.21dB,较接近实测结果,说明采用特高压电晕笼预测输电线路可听噪声是可行的。该文研究结果可为我国输电线路可听噪声预测提供指导。     

长期运行导线交流电晕效应的变化

长期运行导线的电晕效应是输电线路面临的重要问题之一,国内外早期的研究结论不能较好地预测我国长期运行导线电晕效应的变化,为深入研究长期运行导线的交流电晕放电特性和表面状态的内在关系,测量了北京、武汉、广州地区典型的交流500kV长期运行导线表面状态及粗糙程度;分析了长期运行导线表面状态发生变化的原因,即由于大气相对湿度高、年平均气温高、工业污染物较多、离海洋近等因素,造成该地区导线表面粗糙程度升高。通过在电晕笼和模拟架空导线中的初步研究,发现电力系统中长期运行导线的电晕放电程度比新导线剧烈,起晕电压比新导线下降,可听噪声和无线电干扰有所升高。在自然环境较好的地区短期运行导线表面粗糙程度比新导线低,因此其电晕效应比新导线有所改善,这与国外的研究规律一致。     

1 000kV特高压单回交流输电线路电磁环境影响计算及分析

分析了1 000 kV特高压单回交流输电线路电磁环境问题,包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等。结合现有的电磁环境评价限值,总结现行的电磁环境计算方法,以浙北-福州特高压线路为例,计算不同导线结构对应的电磁环境指标,推荐适合该特高压单回路交流线路的导线型式及分裂根数。对影响电磁环境的因素进行分析,得出不同影响因素对电磁环境影响的比较结果,其结果对今后的特高压单回路线路的设计具有指导作用。     

Study on Electromagnetic Environment of AC-DC Hybrid Transmission Lines

With the expansion of electricity demand,transmission corridors are becoming scarce.AC and DC circuits running parallel to each other and sharing the same right-of-way or even the same tower become a possible option.Due to the existence of the adjacent line,space electromagnetic field and corona of another line may be changed.Different characteristics of two line types make the electromagnetic field of transmission corridors become more complex.Hybrid line is viewed as a whole.The calculation contains surface gradient,ground level electric field,radio interference and audible noise.Interaction between the two line types is considered.The calculation results show that the interaction is mainly concentrated in the inner corridor.In the role of DC electric field,AC electric field is no longer symmetrical and ground level electric field is significantly enhanced.Under the negative DC voltage,the positive corona of the waveform is significantly strengthened,and it is inhibited under the positive DC voltage.It is better to erect the positive DC line near AC line.     

电晕笼内导线交流电晕起始电压判断方法

导线电晕引起的电磁环境问题是特高压输电线路建设的技术难题之一.电晕起始电压是反映导线电晕特性的重要参数,而当前对电晕起始电压的判断方法并不统一.电晕笼是一种用来模拟实际输电线路电磁环境的经济、有效的工具,为得到比较准确的判断方法,通过在小型电晕笼中,对单根实际输电导线进行电晕实验,同时利用紫外成像仪、局部放电仪、无线电...     

输电线路可听噪声研究综述

笔者较全面地阐述了输电线路可听噪声控制的重要意义和这些年来国内外的研究成果,说明了导线表面空气电晕放电是交直流输电线路噪声问题产生的原因。系统地分析了交直流输电线路可听噪声的两大类影响因素,即线路结构、设计和施工方面的影响与大气及环境等外部条件的影响。归纳了降低输电线路可听噪声的方法,提出目前工程中较为可行的措施是增加分裂导线的直径和分裂数,改变分裂导线的间距。介绍了国外交直流输电线路可听噪声的限值及目前开展的特高压交直流输电线路可听噪声的限值情况,交流输电线路按照55 dB(A)进行限制,直流输电线路在平原地区按照45 dB(A)进行限制,在高海拔地区按照45～50 dB(A)进行限制。