采用扩径导线替代分裂导线的防冰方法

输电线路覆冰对电力系统安全运行具有严重威胁,目前已有多种防冰除冰方法,但每种方法都有其局限性,对于一些微气象、微地形重覆冰地区尚未有较好的解决方法。与钢芯铝绞线相比,在传输能力相同的情况下,扩径导线具有更好的抗冰效果。为此该文提出采用扩径导线替代分裂导线防冰的方法。在该方法论证中,考虑电气因素,分析扩径导线临界起晕电压和表面电场分布特性,结果表明:其临界起晕电压低于运行电压,其表面电场低于分裂导线表面电场。自然覆冰试验结果表明:使用有效导电面积相同的扩径导线代替分裂导线,覆冰量减少约30%～80%,能显著提高抗冰强度,从而达到非人工干预的防止冰雪灾害的目的。     

混合凇对分裂导线起晕电压影响

我国冬季混合凇冰灾频繁并严重影响输电线路安全运行;覆冰后的导线表面电场发生严重畸变,进而影响导线起晕电压;目前国内外针对导线电晕起始特性进行了大量研究,但大多采用缩比模型来研究实际分裂导线,且尚未深入分析混合凇对导线起晕电压的影响规律;故本文在低温低气压试验室内完成了对同直径的单、双和三分裂导线混合凇覆冰后的交流电晕试验,利用紫外成像仪及曲线拟合法对导线覆冰后的电晕特性进行测量分析,并建立有限元模型进行电场分析以弥补混合凇电晕研究的空缺。结果表明:混合凇会降低导线电晕起始电压至未覆冰时的60%以下;随着覆冰程度的增加,导线起晕电压继续跌落,但跌落速度减慢;相同覆冰时间内,分裂数越多的导线起晕电压越高,混合凇对导线表面的场强畸变越小;不同覆冰水电导率对混合凇覆冰形态及导线起晕电压没有明显的影响。本文所得结论可为混合凇地区的输电线路设计及导线起晕电压计算提供理论依据。     

基于水滴碰冻效率的扩径导线防冰特性分析

输电线路导线覆冰危害电力输送安全，导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来，利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题，对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析，研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响，提出扩径导线临界防冰直径D_p的计算方法，并对不同风速、水滴中值体积直径和不同温度条件下的D_p值进行了仿真计算。此外，通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究结果表明：扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小，但水滴碰撞范围会扩大；由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小，利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径D_p，风速、水滴中值体积直径越大，环境温度越高，D_p值越大。     

瓦型导线和普通绞线雨凇覆冰特性对比分析

输电线路导线覆冰严重威胁电力系统的安全运行,对型线和普通绞线覆冰过程及其特性开展深入研究可为电网输电线路防覆冰技术和瓦型导线的推广应用提供参考。在人工气候室内模拟自然覆冰条件,对LGJ-185/10、LGJ-400/65型普通绞线和JNRLH60X/LBIA-185/30、Drake 1020型瓦型导线进行了试验研究,分析了2类导线覆冰异同。结果表明:在相同覆冰条件下,瓦型导线的覆冰厚度比相同直径的普通绞线大,冰棱长度则反之;直径较小的导线覆冰厚度要比直径较大的同种导线覆冰厚度增长更快,而冰棱增长则相对较慢;其他覆冰条件相同时温度越低或者风速越大,瓦型导线和普通绞线的覆冰厚度差异越明显。     

导线标准冰厚的直径订正系数试验研究

架空输电线路导线覆冰可能导致电网系统发生机械或电气故障,因此,确定导线设计冰厚对电网的安全稳定运行具有十分重要的作用。确定架空输电线路导线设计冰厚时,需要通过线径订正公式将不同导线直径上的标准冰厚折算至设计导线上。通过人工气候室内覆冰试验获取相关覆冰数据,针对不同覆冰类型分别拟合了导线的直径订正系数。结果显示：雾凇和混合凇的导线直径订正系数随着线径的增加而减小,且雾凇减小的趋势较混合凇明显;雨凇的导线直径订正系数随着线径的增加而增加。     

雨凇覆冰对输电线路分裂导线起晕电压的影响

雨凇覆冰后的输电线路导线表面电场会发生畸变从而降低起晕电压值,但目前国内外尚未深入分析雨凇覆冰对导线电晕特性的影响规律,且缩比导线模型所得结论与工程实际存在较大差异。为探求雨凇覆冰导线的电晕特性,在人工气候实验室内完成了3种分裂导线雨凇覆冰后的交流电晕试验,结合紫外成像与拟合法对导线雨凇覆冰后的电晕特性进行了测量,建立了有限元模型并分析了导线表面电场强度以弥补雨凇电晕研究的空缺。结果表明:雨凇覆冰会降低裸导线起晕电压值约50%;导线表面的起晕电压会在最初的15 min内下降较快,之后会随着雨凇覆冰程度的增加而继续下降,但其速度逐渐饱和;相同雨凇覆冰时间内分裂子导线越多则起晕电压值越高;覆冰水电导率的大小并不会直接改变或影响雨凇覆冰表面形态,但起晕电压值却会随着覆冰水电导率的增加而持续降低。所得结论可供雨凇覆冰地区架空输电线路的设计和选型参考。     

基于模拟导线的输电线路覆冰探测系统*

设计了一种输电线路覆冰探测系统,该系统主要由模拟导线、光纤覆冰传感器、信号处理及采集系统组成。其中,模拟导线的直径与输电线路基本一致,安装在输电线路安全距离外,用于模拟输电线路上的覆冰情况;光纤覆冰传感器是反射及散射式光强调制型传感器,安装在模拟导线的不同位置,用于检测模拟导线上多点的覆冰情况。通过模拟导线上的覆冰情况可以预测输电线路的覆冰情况。试验表明,该探测系统具有量程大、灵敏度高、结构一体化、安装方便等优点,具有良好的应用前景。     

八分裂输电导线结冰风洞及气动力特性试验

通过八分裂输电导线的结冰风洞试验,揭示了导线的覆冰过程与规律,温度、风速及空气中的含水量都是影响导线覆冰量的重要因素。针对两类不同冰型,系统地进行了八分裂导线和覆冰八分裂导线的气动力特性试验,给出了八分裂导线的三分力系数。分析了上游导线对流场的干扰和尾流的作用对导线气动力特性的影响。试验结果反映了八分裂覆冰导线的气动力特性规律,为覆冰导线的舞动研究提供了参考。     

秦岭山区导线覆冰与气象条件的关系

通过对秦岭地区不同海拔高度处导线覆冰的实测数据的分析,探讨了导线覆冰与海拔高度和导线架空高度的关系;并根据秦岭气象站对导线覆冰的观测结果,通过分析计算,对经过该地区的德阳～宝鸡±500kV直流输电线路的设计覆冰提出了建议,供设计参考。     

秦岭山区导线覆冰与气象条件的关系

通过对秦岭地区不同海拔高度处导线覆冰的实测数据的分析,探讨了导线覆冰与海拔高度和导线架空高度的关系;并根据秦岭气象站对导线覆冰的观测结果,通过分析计算,对经过该地区的德阳～宝鸡±500kV直流输电线路的设计覆冰提出了建议,供设计参考.     

导线覆冰碰冻率及最大覆冰直径分析

导线覆冰是与电学、热学、气象学及流体力学有关的综合物理过程。导线捕获水滴的过程可当作纯流体力学的问题来处理。通过建立过冷却水滴碰撞圆柱体导线的数字模型,分系统计算了碰撞系数的变化及其影响因素,提出了任一导线在确定的过冷却水滴大小和风速下,导线覆冰存在一最终直径;根据导线半径对碰撞率的影响,建议在重冰区输电线路设计时采用单导线或二分裂导线取代四分裂导线和多分裂导线。     

双分裂导线覆冰等效圆柱表征方法及试验验证

分裂子导线流场间的耦合影响是造成分裂导线和单导线覆冰特性差异的主要原因.根据导线覆冰增长理论,该文提出用等效圆柱来表征分裂导线覆冰程度的计算模型,并研究了等效圆柱直径与覆冰时间、覆冰环境参数(温度、风速、水滴中值直径)、双分裂导线结构(导线直径、分裂间距)之间关系.研究结果表明:双分裂导线等效圆柱直径受环境温度和覆冰时间的影响较小,但随风速、水滴中值直径的增大而逐渐增大,增长趋势逐渐饱和.等效圆柱直径随双分裂导线结构组合参数增大而减小,两者存在指数拟合关系.并在人工气候室内搭建平台,结果显示等效圆柱和双分裂导线覆冰量最大相对误差为2.5％,验证了该方法的有效性.     

自然条件下导线覆冰形状及对融冰过程的影响研究

架空输电导线覆冰灾害是极为严重的自然灾害之一。目前采用大电流直流融冰技术是解决架空输电线路覆冰灾害最有效的方法,而导线覆冰形状对直流融冰时间有显著影响。文中在自然覆冰试验站开展了导线覆冰形状测量和直流融冰试验研究。研究表明:导线上的覆冰形状随着导线位置的改变而变化,单导线与分裂导线相比变化差异更显著,靠近铁塔处导线的覆冰较薄,越靠近中部导线的覆冰厚度增加,融冰时需要融化的冰层体积也随之增加;导线布置方式对导线的覆冰厚度及需融化冰层的体积也有影响;由于分裂导线不容易发生扭转,导线上的覆冰形状随着导线变化的幅度较单导线布置方式小;融冰试验结果表明,融冰过程中导线两端的覆冰首先发生脱落,而中部的覆冰最后脱落,导线融冰时间出现一定的分散性。     

基于灰关联分析微气象因素和导线温度对输电线路导线覆冰的影响

输电线路导线覆冰不仅与微气象务件有关,而且与导线温度有关.针对目前微气象因素与覆冰的相关性分析不全面、不系统,且部分研究没有考虑导线温度对覆冰的影响,无法确定输电线路导线覆冰的主要影响因素等问题,笔者统计了贵州电网220 kv铜黎线路和220 kV鸡阳二回线路覆冰监测数据,采用灰关联方法分析了输电线路导线覆冰与微气象条...     

导线覆冰及其干湿增长临界条件分析

为输电线路的抗冰设计和防冰技术措施以及在实验室中模拟导线覆冰提供理论依据，根据导线覆冰的物理过程对导线覆冰过程中的热平衡进行了系统分析，提出了导线覆冰的热平衡方程，并因此得到了导线覆冰的冻结系数，湿增长覆冰向干增长转变的临界条件以及临界条件均为环境温度，风速，水滴直径，空气中液态水含量及导线传输电流时导线覆冰的函数，通过仿真计算，得出了覆冰干湿增长临界条件下和导线覆冰临界条件下环境温度，风速，水滴直径，空气中液态水含量及导线传输电流等参量之间的关系，并提出可以通过提高线路传输电流的方法达到减少或防止导线覆冰的目的。     

基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义.弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测.因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计...     

不同直径下导线覆冰增长特性

为研究导线覆冰湿增长与覆冰参数之间的关系,确定导线覆冰厚度的增长特性,在人工气候室内,对不同直径导线进行了覆冰试验研究。通过控制覆冰试验条件,得到大量不同直径导线覆冰厚度增长的试验数据,对试验数据进行对比分析,得到导线覆冰增长特性,并采用MATLAB覆冰预测仿真程序进行验证。分析了温度、风速、时间等因素对不同直径导线覆冰增长特性的影响。试验结果表明:不同直径导线覆冰厚度初始时刻增长较快,随着时间延长覆冰厚度呈现饱和趋势,且导线初始直径越小,增长量越大;在湿增长情况下,导线覆冰厚度与温度成反比;通过纵向对比试验数据和模型仿真发现,风速存在临界值使得导线达到最大覆冰增长速度,并且温度越低,临界风速值越大;存在导线覆冰最大直径。     

基于全站仪二次开发的覆冰厚度测量与实现

输电线路等值覆冰厚度对于冰灾防御具有重要意义,但是目前没有一种可靠、准确的现场测量导线等值覆冰厚度的方法,为了在线路覆冰时期获得导线的覆冰厚度,给巡视人员提供决策依据,提出了一种基于全站仪二次开发的覆冰厚度测量方法。导线弧垂与其荷载之间有相应的力学关系,而利用全站仪可快速测量导线弧垂值,即可计算导线等值覆冰厚度。选择搭载Windows CE操作系统的智能全站仪,用户可以将弧垂测量和覆冰厚度计算功能开发为一专用机载程序,从而利用全站仪直接测量导线的覆冰厚度,最后通过测量实例验证了该方法的可行性。     

扩径导线在特高压交流输电线路工程中的应用

介绍了扩径导线在国内特高压交流输电线路工程中的应用情况,并依托1 000 kV锡盟-南京特高压交流输电线路工程,在电气特性、机械特性和经济性等方面对常规导线和扩径导线进行了比较。通过比较分析可知,对于特高压交流输电线路工程,在满足输送容量的前提下,采用扩径导线既可以满足电磁环境的要求,又可以有效降低工程投资,对建设“环境友好型、资源节约型”的特高压交流输电线路具有现实意义。     

分裂导线-间隔棒体系的覆冰脱落研究

针对分裂导线–间隔棒体系的覆冰脱落问题,建立了该体系的有限元模型。分析了分裂导线与合成单导线的覆冰脱落的差异以及分裂导线和间隔棒数量不同时的单根子导线脱冰时的响应。结果表明,如果要将n分裂导线的覆冰脱落问题用合成单导线来等效,则合成单导线的直径和覆冰厚度均要扩大n倍;脱冰档内的响应最大值一般位于最靠近跨中的位置;通常用来抑制导线舞动的间隔棒布置方法和布置间距的建议,在抑制由脱冰引起的间隔棒扭转问题上也有较好效果。