相对湿度及雾水电导率对直流输电线路电晕特性的影响

由于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,限制导线电晕效应是电网公司要解决但尚未完全解决的关键技术难题。对输电线路直流电晕放电特性已开展了大量研究,但目前对于在大雾、毛毛雨、污秽等恶劣环境条件,尤其是雾水电导率对导线电晕特性的研究较少。利用自制电晕笼研究了雾水电导率对导线直流电晕特性的影响,通过紫外成像仪及曲线拟合法对起晕光子数进行测量分析。研究结果表明,当导线表面没有饱和受潮的情况下,在一定范围内,导线直流起晕电压会随着相对湿度的增大而缓慢增大;在导线表面饱和受潮出现水滴附着时,导线直流起晕电压会随着雾水电导率的增大而下降。因此输电线路电晕限制条件应考虑雾水电导率的影响。     

雾水电导率对交流输电线路电晕放电量的影响

目前有关雾水电导率对导线电晕放电量的研究还很少,为了进一步了解导线电晕特性,利用紫外成像仪、局部放电检测仪、超声波雾发生装置和示波器,在电晕笼中进行了试验,通过脉冲电流法来研究不同电场强度、雾水电导率和导线表面粗糙程度对导线电晕放电量的影响,并揭示了它们对电晕放电特性的影响。研究结果表明：当导线表面饱和受潮出现水滴附着时,雾水电导率会对导线的电晕放电量产生很大的影响;在同等电场强度下,导线的电晕放电量随着雾水电导率的增加而增大;电晕放电量随着电场强度的增大而增加,但在电场强度增大到一定值后,放电量将趋于饱和;放电量与导线表面的粗糙度密切相关,导线表面越粗糙,导线的电晕放电量就越大。根据研究结果,建议在研究雾天导线电晕放电量时考虑雾水电导率的影响。     

大气条件对输电线路电晕特性影响研究现状

综合国内外输电线路电晕特性与现象的研究现状,阐述了电晕放电的机理;分析了大气条件对电晕起始特性的影响,给出了气压、湿度以及导线表面污秽、水滴等对放电特性的影响,并指出了输电线路电晕特性的研究方向。     

输电线路电晕特性影响因素研究现状

根据气体放电理论阐述了电晕放电的机理,系统的分析了气压、湿度、温度对导线电晕起始特性的影响。     

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。     

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。     

特高压交流输电线路电晕效应的预测方法,Ⅱ:无线电干扰

利用特高压电晕笼开展了13种导线的无线电干扰试验,获得了单位长不同导线的无线电干扰激发函数,分析了导线表面场强、子导线线径、分裂间距和分裂数等因素对导线电晕无线电干扰激发函数的影响规律。结果表明:无线电干扰激发函数与导线表面场强的负倒数呈线性关系;在相同的导线表面场强下,无线电干扰激发函数与子导线线径、分裂数的对数呈线性递增关系,而分裂间距对无线电干扰激发函数影响不大。通过多元回归分析方法对试验数据进行统计分析,回归方程和相关系数的显著性分析结果表明回归方程高度显著,且逼近效果好,回归方程各系数也是高度显著的,可对无线电干扰激发函数进行有效的预测,通过无线电干扰激发函数法可转化为实际特高压输电线路无线电干扰水平,为我国特高压输电线路导线选型设计提供参考。     

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。     

海拔对导线交流电晕可听噪声影响的电晕笼试验结果与分析

我国高压输电线路面临着高海拔特殊问题,利用可移动式电晕笼系统在4个不同海拔对3种导线进行了交流电晕可听噪声试验研究,得出了可听噪声海拔修正的初步结果。试验结果表明,如果按线性关系修正,得到的海拔修正系数为3.2dB/1000m,与国外3.33dB/1000m的修正系数非常吻合。然而,研究表明,海拔对导线交流可听噪声的影响不是线性的,由海拔较高地区试验数据对比得到的可听噪声海拔修正系数要小于由海拔较低地区对比得到的海拔修正系数;通过分析测试结果得出了粗略的海拔修正系数与海拔的关系。最后,推荐了一种高海拔输电线路可听噪声海拔修正方法,适用范围扩展至海拔3000m以上地区,供今后我国高海拔实际工程参考。     

污秽物对交流输电导线起晕特性影响的试验研究

为研究污秽物对交流导线起晕电压的影响规律,基于小电晕笼进行单根导线在人工涂污状态下起始电晕特性的试验研究。采用光滑钢管模拟单根导线,分析颗粒度均<0.15mm的碳颗粒、沙颗粒和高岭土这3种典型的模拟污秽物等效表面粗糙系数对导线起晕电压的影响。首先利用3电极平板电容器,得到试验所用干燥沙颗粒和高岭土的相对介电常数分别为4.3和3.5。电晕特性试验的结果表明:相比较干净状态下,导线涂有相同颗粒大小的沙颗粒、高岭土和碳颗粒时,其起晕电压分别降低了21.76%、10.3%和52.71%。分析认为,污秽物的存在畸变了交流导线表面电场,使得导线起晕电压降低;沙颗粒的相对介电常数比高岭土的大,因此导致导线起晕电压降低较多;导电良好的碳颗粒的存在使导线表面电场畸变得最严重,降低起晕电压也最多。高岭土,沙颗粒和碳颗粒的存在使导线等效粗糙系数分别降低到0.9,0.78和0.48。     

雾水电导率对FXBW-35/70复合绝缘子交流雾闪特性的影响

目前的染污绝缘子的电气特性主要采用在蒸汽雾湿润条件下进行。试验经验表明,蒸汽雾湿润过程中绝缘子湿润时间难以控制,且试验过程中雾室内的温度也上升,这些影响因素使蒸汽雾试验与自然条件下绝缘子闪络时的环境条件明显不同。文中在人工气候室内利用超声波雾发生装置研究了复合绝缘子FXBW-35/70的交流雾闪特性。试验结果表明,不同雾水电导率下,绝缘子的闪络电压随着染污盐密ESDD的增加而降低,并呈负幂指数函数变化关系;随着雾水电导率的增加其闪络电压也降低,其可以表示为负指数函数关系。在输电线路外绝缘设计时应考虑雾的染污程度的影响,研究结果可为工程应用提供有价值的参考。     

导线污秽对高压直流输电线路电晕特性的影响

高压直流架空线路导线表面附着的污秽物质会影响线路的电晕特性,而目前我国采用的线路电晕对环境影响的经验公式只考虑了导线表面场强和线路结构,为此利用1.6 m×1.6 m小电晕笼进行直流线路导线涂污实验,导线外径2.4 cm,使用3种成分的状态的干燥涂污。实验结果表明,在±500 kV高压直流线路表面场强附近,污秽物质使得离子电流和正极性导线可听噪声显著增加。导线电晕特性与污秽物质的成分密切相关,且有明显的极性效应。结合电晕图像和电晕脉冲测量数据,解释了涂污导线电晕特性变化的原因,并对下一阶段的研究工作予以展望。     

交流电晕放电特性的影响因素研究

介绍交流电晕放电实验平台的组成,通过试验研究交流电压作用下电极导线直径对电晕放电的影响、气压对电晕放电特性的影响、湿度对电晕脉冲电流的影响,分析试验结果得出电晕脉冲电流的幅值随电压升高和气压降低而增大等结论。     

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。     

特高压输电线路电气和电晕特性研究

研究特高压输电线路的主要电气参数、导线表面最大电场强度与分裂导线结构几何参数的关系,介绍工程上适用的主要电气参数和导线表面最大电场强度的计算方法。以现有高压试验数据为基础,探讨特高压输电线路的电晕随天气条件和分裂导线几何参数变化的规律。按照不同天气条件下人对可听噪声感受的不同限值要求,提出1000kV输电线路分裂导线必须达到的基本几何参数。     

覆冰对交流导线电晕起始特性影响规律的研究

中国输电线路走廊不可避免会穿越覆冰区。国内外对于导线电晕开展了长期研究,相对覆冰对交流导线电晕起始特性的影响研究还较少。笔者基于小电晕笼搭建了一套模拟覆冰条件下的导线电晕特性试验平台,采用光滑钢管模拟单根导线进行覆冰试验。通过改变覆冰水电导率和冰凌长度研究不同程度覆冰对导线起晕特性的影响。研究结果表明:在一定范围内,覆冰水电导率对覆冰导线起晕电压影响不大;冰凌使导线表面电场畸变严重,随着冰凌长度的逐渐增加,导线电晕电流也随之显著增大,对应的导线起晕电压和等效粗糙系数明显降低;当冰凌长度约超过18 mm时,起晕电压和等效粗糙系数变化很小,趋于饱和。     

高海拔交流输电线路金具电晕放电特性

电晕特性是输电线路工程设计及运行必须考虑的重要方面。高海拔地区,金具电晕放电带来的电磁环境问题越来越受到关注,为获得高海拔输电线路金具电晕放电特性及海拔校正方法,在特高压交流试验基地环境气候实验室以及西藏高海拔试验基地,利用紫外成像仪对不同种类330kV交流输电线路金具开展起晕电压特性试验研究,获得模拟海拔以及实际海拔...