负直流下绞线电晕起始电压分析

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的突出问题,电晕放电产生的能量损耗和无线电干扰、可听噪声干扰是线路设计和运行中需要考虑的重要因素.为求解绞线负直流电晕起始电压,采用模拟电荷法计算绞线表面电场,并利用气体放电理论建立模型.绞线表面电场比同等半径的光滑导线要高,利用绞线模型计算电场更接近于实际导线.电晕起始电压计算模型将初始电子崩能否在阴极表面产生一个自由电子触发二次电子崩的发展作为电晕起始电压的判据.利用电晕起始电压计算模型研究了负直流电晕起始电压与气压的关系,电晕起始电压随气压下降减小,主要原因是有效电离系数增大导致的电离区域的扩大.并研究了电晕起始电压与线路导线结构参数--导线半径、线路对地高度、导线分裂数、分裂间距等的关系.     

气压湿度对负直流电晕特性影响的研究

为得到负直流电晕特性随着气压湿度的变化规律,建立了考虑气压湿度影响的负直流电晕起始电压的物理模型,利用模拟电荷法和计算表面光电子数目的方法求解了负直流电晕起始电压。在人工气候罐中,利用棒–板电极,测量了不同气压湿度下的负直流电晕起始电压和电晕电流。计算和试验结果表明:电晕起始电压随气压下降、湿度升高而减小,主要原因分别是有效电离系数增大导致的电离区域的扩大和高场强区域内碰撞电离能力的增强。当直流电压和电晕起始电压的比值一定时,电晕电流随气压下降、湿度升高而减小;当直流电压一定时,电晕电流随气压降低而增大,随湿度升高而减小。电晕电流和直流电压、电晕起始电压关系式中的系数C随湿度增大的不同变化趋势和正负离子与水分子结合状态的差异有关。     

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。     

±800 kV管母线的电晕起始特性研究

目前我国向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程正在紧张的设计和建设中,作者拟通过试验和仿真计算对±800kV直流工程用管母线的直流起晕特性进行系统研究。首先在北京、西宁和拉萨3地进行了多种直径模拟管母线的可见电晕对比试验,然后利用模拟电荷法对不同直径管母线表面电场分布进行仿真计算,并结合气体放电理论得到管母线负极性电晕的起晕电压。将试验数据和仿真结果进行对比,两者较为吻合。且由试验和仿真数据均可看出,母线起晕电压随着对地高度和母线直径呈线性变化关系;仿真计算还表明,随着对地高度和母线直径的进一步增加,母线起晕电压呈现出饱和的趋势。文中还针对海拔对管母线起晕电压的影响进行了讨论,给出了工程适用的海拔校正方法。     

单个绝缘子电晕起始电压的统计特性

为研究单个绝缘子电晕起始电压的特性，通过大量实验，得到了不同湿度，不同等值附盐密度条件下单个绝缘子电晕起始电压，电晕起始概率。实验表明，单个绝缘子电晕起始概率符合统计分布。最后，利用曲线拟合的方法建立了电晕起始电压与相对湿度，等值附盐密度的关系式，该公式对绝缘子的在线检测诊断具有一定的指导意义。     

特高压直流输电设备电晕特性的海拔校正

我国有多条超/特高压直流输电工程途经高海拔地区。随着海拔高度的增加,设备的电晕特性也变得更为复杂。为了得到不同种类直流设备起晕电压的海拔校正方法,在>2000 m的多个海拔高度下进行了±800 kV输电工程用典型直流设备的可见电晕试验,并在电晕笼中进行了不同气压下光滑铜管和LGJ-240绞线的模拟对比试验。通过试验得到了各海拔高度下不同设备的起晕电压值。试验结果表明,海拔高度对不同设备的起晕电压影响不同,对屏蔽环起晕电压的影响要小于管母线和导线,因此对不同的设备应采取不同的海拔校正。通过对试验结果进行拟合,得到了线性和指数形式的设备电晕海拔校正公式,据此推荐出实际工程用的海拔校正公式。     

直流导线和阀厅金具的电晕起始电压预测

电晕起始电压是高压直流输电工程电晕控制的依据,提出了一种基于电场特征集和支持向量机的起晕电压预测新方法。采用提出的方法预测了负直流导线的起晕电压,将预测值与试验值以及现有方法的计算值进行了对比,证明了所提方法的有效性和优越性。对±660k V换流站阀厅内均压球的起晕电压进行了测量和预测,得到了均压球表面的电晕起始电场强度控制值,通过对比电场有限元数值计算结果,证明了均压球在阀厅运行环境中不会起晕。该方法为高压直流输电工程导线和阀厅金具的电晕起始电压预测提供了一条可能的新途径。     

高压直流输电线路电晕特性参数测量

地面离子流密度、合成电场强度、人或物体的充电电压、人体截获电流及线路电晕损失等统称直流线路电晕特性参数。它们是设计直流输电线路和研究其环境影响的重要参数。由于直流线路与交流线路不同的空间电荷效应,这些参数的测量受许多因素,特别是气象条件     

绞线带电雾凇覆冰后的电晕起始特性

为深入研究不同雾凇冰树枝形态对覆冰导线表面电场分布及其电晕起始特性的影响规律,在多功能人工气候实验室中,使用4种导线进行了不同电场下雾凇带电覆冰后的起晕电压试验。结合紫外成像仪和曲线拟合法对覆冰导线的起晕电压进行研究,根据雾凇形态建立了冰树枝尖端的电场分布模型,利用Ansoft有限元软件进行了仿真计算。研究结果表明:雾凇覆冰后,导线起晕电压会明显下降;冰树枝形态的不同会导致起晕电压出现波动趋势;相同覆冰时间内,覆冰对粗导线的影响较小;覆冰厚度的增加会增大导线等效直径从而升高起晕电压,但升高速度逐渐减慢;冰水电导率对雾凇形态及起晕电压没有影响;雾凇冰树枝会增大导线粗糙度从而使导线电场分布发生畸变。研究结论可为研究覆冰导线的起晕特性提供理论参考。     

不同海拔高度交流电晕电流脉冲特性实验研究

不同海拔高度下交流电晕特性的变化规律是高海拔地区线路设计的基础。文章利用可移动式小电晕笼和高频电流测量系统在20m-4320m范围内的5个海拔高度点进行实验,采集了1mm直径细铜丝在不同施加电压下的电晕电流脉冲、无线电干扰和可听噪声水平数据;通过对实测数据的统计分析及拟合,得到了海拔高度对电晕电流脉冲特性的影响规律,并分析了不同海拔高度下电晕电流同无线电干扰和可听噪声水平的关联关系。研究表明,随着海拔高度增加,交流电晕电流脉冲的幅值增大,幅值概率分布逐渐分散,一个周期内交流电晕电流脉冲的数量增加,脉冲形成时间变得更加均匀;将电晕电流有效值作为中间变量,研究海拔高度对交流线路电晕效应的影响,得到电晕电流有效值与导线施加电压呈线性函数关系,该线性函数的斜率k、截距b均为海拔高度h的三次函数;无线电干扰和可听噪声水平均与电晕电流有效值呈对数增长关系,其中可听噪声与电流有效值的函数关系随海拔高度变化而改变。     

不同海拔下电晕笼分裂导线起晕电压的计算分析

为了研究海拔高度对电晕笼分裂导线起始电晕电压特性的影响,建立电晕笼钢芯铝绞线起始电晕电压的计算模型,并开展相应试验研究。采用模拟电荷法计算钢芯铝绞线的空间电场强度。依据极不均匀电场下自持放电判据,建立不同海拔高度电晕笼分裂导线电晕起始电压的计算模型。在超/特高压人工环境气候试验室内,以500 m海拔高度为间隔,系统开展19~4-000-m海拔高度范围内六分裂导线起始电晕电压的试验研究。试验获得超高压电晕笼不同海拔高度下6-LGJ—400/50、6-LGJ—500/45分裂导线的起晕电压。计算获得不同海拔高度、分裂间距、导线分裂数及绞线表面粗糙系数下的导线起晕电压曲线族,以及不同绞线半径及最外层铝绞线股数的表面粗糙系数计算结果。分析结果表明:计算模型能够较好地计算电晕笼内绞线的起晕电压;在350~500-mm分裂间距范围内,分裂导线起晕电压随着分裂间距的增大而降低,随着导线分裂数的增加而升高;绞线表面粗糙系数与绞线最外层铝线半径与绞线半径之比相关。     

不同大气参数及表面状况下导线交流起晕电压的预测

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。电晕放电存在于诸多电网设备中,以超、特高压线路最为严重。我国西电东送,南北互供,全国联网的电力发展战略决定着我国超、特高压线路必将经过高海拔,不同湿度、污秽环境地区。因此,研究不同大气参数下的导线起晕电压有重要的理论及工程意义。根据电晕筒内导线试验数据,提出了一种基于支持向量回归的导线交流起晕电压预测模型。在一定环境温度下,以相对空气密度、相对湿度、粗糙系数为输入参量,导线的起晕电压为输出建立了预测模型。结果表明:基于留一交叉验证法的支持向量回归模型的预测结果与试验结果符合,该方法为导线的起晕电压的获得提供了一条可能的新途径。     

电晕笼单根导线电晕损失等效修正系数试验研究

为研究电晕笼与输电线路导线电晕损失的等效性问题,对不同布置结构的导线电晕损失进行试验研究。通过电晕笼与试验线段两种试验结构布置,分别对不锈钢管模拟的光滑导线,直径22．28mm,以及LGJ-300／50导线,直径24．26mm,进行电晕损失测量试验。采用考虑电容因素的修正公式计算等效系数,对试验结果进行等效验证。获得了...     

高海拔条件下钢芯铝绞线的正直流电晕起始电压分析

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的突出问题.电晕放电产生的能量损耗和无线电干扰、可听噪声干扰是线路设计和运行中需要考虑的重要因素.为此,研究了气压湿度等对正直流输电线路电晕起始电压产生的影响.输电导线大多采用单根导线或分裂的钢芯铝绞线,要计算导线电晕起始电压,绞线的表面电场需要得到准确计算.采用一种新的模拟电荷布置方...     

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。     

直流电压下导线起晕电压计算方法

通过数值计算方法并结合气体放电理论研究了架空输电线路导线的起晕电压计算方法,并进一步研究计算了高海拔下的起晕电压。首先采用模拟电荷法精确计算了光滑导线周围的电场分布,然后基于气体放电理论,采用数值模拟的方法,以自持放电为判据,得到了起晕电压;根据高海拔修正公式,计算了高海拔地区的光滑导线的起晕电压。同时对不同海拔地区导线的起晕电晕进行了试验研究,并把数值计算的起晕电压和试验结果进行了比较,发现二者吻合得很好。最后,对光滑导体起晕电压的有影响的各种因素进行了讨论。     

电晕笼中直流导线起晕电压的测量方法

电晕起始电压是反映导线电晕特性的重要参数。针对现有的电晕起始电压测量方法不能区分导线局部起晕电压和全面起晕电压的不足,在实验室使用的小电晕笼中测量了不同类型和表面状态的直流导线的起晕电压。通过分析导线电晕发展过程,提出使用电流系数曲线测量直流导线起晕电压的方法。与已有的测量方法进行对比的结果表明,结合使用电晕脉冲法和电流系数法测量电晕笼中直流导线的局部起晕电压和全面起晕电压是可取的。     

不同海拔下750kV输电线路导线起始电晕特性研究

为了深入研究海拔0³ 000 m范围海拔对交流输电线路导线起始电晕特性的影响,基于可移动式电晕笼,在武汉、西宁、海北进行了交流6×LGJ-400/50导线的电晕特性试验,用紫外成像仪记录导线电晕放电后产生的光子数。利用"切线法"求取导线的电晕起始电压。通过武汉、西宁和海北3个海拔点导线在晴朗天气下的电晕起始电压测量结果,发现导线起晕电压随海拔升高而显著下降。海拔每升高1 000 m,导线起晕电压降低8.12%。且它们不适合用GB/T 2317.2—2000或GB/T 775.2—2003中校正金具和绝缘子公式进行海拔校正,得到了适合于6×LGJ-400/50导线的指数和线性海拔校正公式,误差<5%,可为工程建设提供参考。