淋雨后高压直流导线电晕产生的可听噪声特性

可听噪声是高压直流线路设计中必须考虑的一个重要因素,但目前导线在淋雨后的可听噪声特性缺乏深入研究。该文依托户外电晕笼试验平台,针对淋雨后高压直流分裂导线在电晕放电情况下对其产生的可听噪声随时间的变化特性进行研究。试验结果表明,导线淋雨后,随着时间的推移,导线产生的可听噪声逐渐增大;导线的电晕放电越强烈,由电晕产生的可听噪声稳定下来所需的时间越短;在高电场强度下的电晕放电稳定后再将电压降低至较弱电晕放电时,电晕放电产生的可听噪声依然很稳定。该文的研究结果对超/特高压直流输电线路的可听噪声测量和环保评价有重要意义。     

表面水滴对交流导线电晕特性的影响

雨天条件下,输电线路导线表面形成的水滴会畸变导线周围电场,从而改变导线的电晕特性。笔者基于实验室小电晕笼,利用实验室研发的电晕损失测量系统,测量了不同水滴等级(水膜、一滴水、中等水滴、饱和水滴)下导线的电晕损失,获得了表面水滴对导线电晕起始特性的影响规律。同时,笔者针对自然界中雨水电导率的差异,研究了不同的水滴电导率对电晕放电特性的影响。结果表明:水滴的存在严重影响了导线在交流电压下的电晕损失特性,相同电压作用下,表面附着水滴的导线电晕损失比干净导线电晕损失大得多,且随着水滴等级的提高而增加;在30~680μS/cm电导率范围内,水滴电导率对交流导线电晕放电影响不明显;导线的起晕电压随导线表面水滴等级的提高依次下降,最低可降到原来的34.02%左右。     

表面污秽对交流导线电晕损失特性的影响规律

为研究长期运行交流输电导线表面附着的污秽物对导线电晕特性的影响,采用尺寸为1.8m×1.8m×4m的电晕笼,对钢管表面分别涂有不同质量颗粒度的高岭土、碳颗粒、沙颗粒的电晕损失进行了测量。试验结果表明:污秽物的相对介电常数、颗粒度、沉积量是影响交流导线电晕损失的重要影响因素;污秽导线的电晕损失随着相对介电常数的增加而显著增加,随着同种污秽颗粒的颗粒度变大而随之增大,但增大趋势没有相对介电常数的影响明显;随着污秽物沉积量的增加而增加。采用Ansys软件对模拟导线表面电场进行了仿真,结果表明:污秽颗粒顶部最大电场强度随相对介电常数的增加而增加,随球形污秽颗粒度的增加而减小,随着锥形污秽颗粒度的增加而增加。     

高压输电导线电晕特性探讨

介绍了输电导线电晕放电特性的试验方法和试验结果,研究了导线电晕放电物理过程、起始电晕及伏库特性等。试验表明不同直径导线电晕放电物理过程是不同的,输电线路中导线和其它部位的电晕放电过程也是不同的,并对今后特高压输电导线电晕特性研究提出一些看法和建议。     

基于电晕笼的导线操作冲击电晕特性试验研究

随着电力系统的电压等级逐渐升高,操作过电压对输变电设备的绝缘水平影响越来越大,如何对输电线路操作过电压精确计算,使设备的绝缘设计更为合理广受关注。目前计算线路操作过电压中都忽略了导线的冲击电晕会对操作过电压产生明显的衰减畸变影响,计算结果往往过于保守。在中国特高压交流试验基地进行的试验对电力系统常用的导线进行了操作冲击电晕试验,获得了相应的导线冲击电晕伏库特性曲线。试验结果表明,导线参数对起晕电压影响较大。长波头操作冲击产生的空间电荷量比标准操作冲击更大,而正极性冲击电晕比负极性电晕更为激烈。基于试验结果,建议在输电线路中安装选相合闸断路器的,利用断路器的开断使线路的操作过电压都为正极性的,从而利用正极性冲击电晕降低线路操作过电压值。     

导线雷电冲击电晕特性试验研究

雷电侵入波的特性对变电站内设备的绝缘裕度设计有较大的影响,而目前中国进行变电站设备雷电绝缘裕度设计中,忽略了输电线路的电晕会引起雷电侵入波衰减畸变,导致设计结果通常较为保守,因此有必要对雷电冲击电晕进行系统研究。在中国特高压交流试验基地开展了冲击电晕试验,对输电线路中常用的导线进行了雷电冲击电晕试验研究,总结了不同导线的雷电冲击电晕伏库特性曲线。试验结果表明:在雷电冲击下导线起晕较为明显,不同导线的伏库特性曲线表现出一定的规律性,且在正极性雷电冲击下导线表现出明显的起晕延时现象。基于试验结果可建立相应的线路冲击电晕模型,应用于电磁暂态软件中仿真计算线路冲击电晕对线路雷电侵入波的影响。     

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...     

淋雨条件下220kV绝缘子均压环电晕放电特性研究

淋雨被认为是影响输电线路电力设备运行安全的关键因素之一,严重威胁供电可靠性.文中针对220kV绝缘子均压环,研究了其在干燥与淋雨两种状态时工频交流电压下的电晕放电特性.对两种状态下的放电起始电压、放电重复率以及平均放电量进行了统计和对比分析.同时对两种状态下的放电紫外图像进行了拍摄,统计总结了放电光子数随外施电压的变化...     

特高压电晕笼直流分裂导线正极性电晕起始特性分析

为了研究特高压电晕笼分裂导线正极性电晕起始特性,应用模拟电荷法计算绞线的表面电场,采用一次镜像,最外层的每一股铝线用8个模拟电荷代替,依据极不均匀电场下电晕自持判据以及光电子二次发射过程,计算特高压电晕笼绞线的起始电压。应用特高压电晕笼进行了单根钢芯铝绞线(LGJ)900-75导线,6*LGJ900-75(分裂间距450),8*LGJ400-35(分裂间距400)导线干燥和降雨率分别为2.4mm/h,20mm/h,30mm/h条件下的电晕损失试验研究。通过切线法得到了三种形式导线干燥情况下的起晕电压,计算和试验起晕电压的对比分析说明计算模型可以应用于计算特高压电晕笼直流导线正极性的起晕电压,在此基础上进一步的分析计算表明:特高压电晕笼导线正极性电晕起始电压随着分裂数的增加而增加,随着分裂间距的增加而降低,随着子导线半径的增大而增大;淋雨条件下的表面粗糙度,随着降雨率的增加而降低,同时呈现出饱和的趋势。     

淋雨条件下憎水性涂料对导电电晕特性的影响

降雨天气会严重影响导线的电晕特性。借助光学接触角测量仪、紫外成像仪等设备,在电晕笼内进行了淋雨条件下导线表面涂覆不同憎水性材料时电晕特性的研究。试验表明,涂覆憎水性涂料导线表面附着少量水滴时,随着电压的升高先后经历无电晕、瞬时水滴电晕、稳定水滴电晕和导线电晕四个阶段。导线表面布满水滴时经过局部电晕放电、全面电晕放电阶段。同时与涂敷不同憎水性涂料导线对比发现,超疏水涂料能够明显的提高导线的起晕电压,PRTV涂料也能在一定程度上提高导线的起晕电压。     

积灰对输电线路导线电晕特性影响的电晕笼试验分析

在同一气候条件下,同一档距的电晕特性主要由导线高度和导线表面状况决定,这两者受当地各种气候环境影响。西北地区干旱而且多灰,这可能对750kV线路电晕特性有较大的影响。为了解这一影响,利用国家电网交流特高压试验基地电晕笼,模拟好天气(干燥导线)和雨天(淋雨)情况,对750kV积灰和光洁导线(6×400mm)在不同试验电压(不同表面场强)下的无线电干扰和可听噪声进行了试验测量。结果表明:在750kV示范工程设计的导线表面场强范围内,对于干燥导线,积灰导线产生的无线电干扰和可听噪声值均大于光洁导线所产生的,并且无线电干扰受影响严重,0.5MHz时无线电干扰差值可达20dB;在淋雨情况下,光洁和积灰导线电晕产生的无线电干扰差别不明显,但噪声差别明显,淋雨情况下积灰导线电晕产生的可听噪声约大光洁导线5～8dB。在试验导线表面场强达到一定程度后,积灰对导线电晕特性的影响逐渐减小。     

空气密度和湿度对导线电晕特性的影响

本文针对高海拔地区超高压输电线路设计的需要,详细地研究了空气湿度和密度对导线电晕起始场强的影响,同时对导线电晕起始的测量方法及不同分裂数目下导线起晕场强的一致性进行了理论分析和试验验证。本文还讨论了无线电干扰水平受大气条件的影响。     

交流电场下水滴对导线电晕特性的影响

导线电晕会带来巨大的危害,是输电线路设计与运行必须考虑的重要因素之一,而降雨天气会严重影响导线的电晕特性。本文在小型电晕笼内对导线表面附着水滴时进行交流电晕试验,同时结合二维和三维有限元仿真来分析导线的电晕特性。研究表明,导线表面布满水的起晕电压远小于导线表面附着少量水滴的起晕电压;根据水滴在电晕过程中的破裂方式提出采用水滴的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压来表征水滴在电场作用下的稳定程度,试验得到导线表面附着三滴水的第一次破裂电压、第一次喷射微滴电压低于导线表面附着一滴水的值;水滴在交流电场中将会做两倍于电场频率的受迫振动,而且水滴在不同的振动位置对空间场强的畸变程度不一,这将导致水滴电晕过程中的瞬时电晕现象;通过三维仿真计算得到导线表面附着三滴水时的空间场强最大值和强场强区域体积大于导线表面附着一滴水的值,说明三滴水时对电场的畸变更为严重。     

电晕笼内多分裂导线电晕损耗

当输电线路的导线表面场强超过空气的击穿场强时,输电线路上就产生电晕放电,导线附近区域的空气放电产生热、光、可听噪声和无线电干扰等,同时伴随着大量的电晕损耗,系统研究线路电晕损耗及其影响因素具有重要的工程应用及理论价值。建立电晕笼内多分裂导线的平面及三维仿真模型,分别对2种模型下的多分裂导线表面电场进行仿真分析,研究了特高压大电晕笼防护段尺寸对多分裂导线表面场强的影响,从而确定大电晕笼防护段最佳尺寸。根据三维模型仿真结果,试验测量电晕笼内多分裂导线在不同降雨率下的电晕损耗,可作为实际线路电晕损耗估算的参考。     

导线表面污秽对正极性单电晕点可听噪声频谱特性的影响

为了深入研究在正极性电压下导线表面污秽对可听噪声频谱特性的影响,在实验室搭建了基于电晕笼的单电晕点可听噪声测量实验平台。分别测量了单电晕点表面附着氯化钠、高岭土、碳粉等不同种污秽下的可听噪声频谱特性,并且对不同表面状态下单电晕点在不同电压下的可听噪声频谱进行了长期的统计。结果表明:随电压增加,干净单电晕点的可听噪声不同频率分量的变化有较大差异。相对于干净导线,污秽对单电晕点噪声频率1 k Hz分量的影响较小,对噪声频率1 k Hz分量影响较大。对噪声高频分量的影响主要由于电子及离子在高场强下,运动速度较快,所含的能量较大,从而引起其周围空气强烈震动,产生高频噪声。     

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。     

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。     

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。