1000kV特高压交流线路带毛刺导线的电场分析

针对1 000 kV输电线路导线带毛刺时可能导致电晕放电的现象,研究1 000 kV输电线路导线带毛刺时的电场分布。介绍有限元法方程,建立1 000 kV输电线路导线在正常情况下和存在毛刺下的二维有限元数学模型,利用有限元分析软件对八分裂导线进行电场仿真。电场仿真结果表明在分裂导线毛刺部位电场增强,明显超过气隙的击穿场强而产生局部放电。     

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。     

水滴或污秽对导线电晕放电起始特性的影响

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。为了研究输电线路导线在淋雨或积污情况下的电晕放电特性,借助紫外线成像仪等设备,在电晕笼内进行了导线表面有水滴或污秽时的电晕放电起始特性的研究,主要包括水滴的数量及不同的污秽度对导线电晕放电起始特性的影响。结果表明:导线表面有一滴水或两滴水时,电晕起始放电要依次经历由"水滴的不稳定性"所引起的不稳定电晕、水滴周围气体的电离所致的稳定电晕放电、导线全面电晕放电3个阶段;导线表面水滴的稳定起晕电压随导线表面水滴的增多而减小;导线表面布满水滴或均匀涂刷污秽时起晕过程较为平缓,难以判断起晕的各个阶段;导线的电晕放电起始特性与导线表面污秽的盐密和灰密没有明显的关系。     

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。     

直流输电导线负极性电晕放电离子风流动特性研究

为厘清输电线路电晕放电与导线振动特性间的关系,该文对有来流时直流输电导线负极性电晕放电离子风的流动特性进行了研究。利用电–流体力学方法,建立与Navier-Stokes方程耦合的二维单极离子漂移模型,研究导线电晕放电时电压和导线直径对电流体力、离子风流场分布和流速大小的影响。研究结果表明,域内的最大速度出现在距离导线边缘1mm处,离子风会抑制模拟域中的最大速度,而对尾流区域的来流速度有明显激励作用;在电晕放电发生后,电压等级的增大对导线周围速度大小影响较小,但会使导线表面的电流体力增大;导线直径对离子风影响显著,导线直径的改变将诱导组合速度分布发生改变,并使电流体力增大,最大组合风速也相应提高。研究结果将为高压输电导线电晕振动特性研究提供理论指导。     

导线横断面结构对直流输电线路正极性电晕放电的影响

导线横断面几何构型是影响直流输电线路电晕放电的重要因素,研究导线断面结构对电晕放电特性的影响对高压输电工程导线断面选择具有重要意义。为此利用流体-化学动理学方法首先建立了不同横断面结构导线表面电晕放电混合数值模型,对圆形导线和股线导线电晕放电过程中的表面电子数密度和电场强度分布规律进行了研究,具体分析了导线横断面最外层股线数对正极性电晕放电特性的影响。研究结果表明:股线附近的电子数密度明显高于圆断面导线,但在流注放电阶段,流注通道内不同横断面导线电子数密度相差不大;在放电初期,股线导线表面的电场强度明显高于圆形导线表面,随着放电时间的发展,场强差值逐渐减小;随着导线断面股线数(瓣数)的增加,导线表面电子数密度和电场强度反而减小,当股线数达到某一定值时,其股线导线表面电晕特性接近于圆断面导线。     

基于紫外成像的高海拔分裂导线电晕起始特性研究*

高海拔电晕放电起始特性是导线电晕特性研究的重要内容之一。紫外成像仪是一种非接触式的测量放电的仪器,文中使用紫外成像仪测量了高海拔地区特高压分裂导线LGJ-720在电晕笼中的电晕放电特性。在西宁平安县特高压试验基地对LGJ-720导线在干燥、淋雨、湿导线条件下做了6分裂数下的电晕特性试验,获得了导线电晕放电紫外图谱。文章对以往的紫外图像处理算法进行改进,使用聚类和Graph Cuts算法对图像中的光斑进行分类和分割,相比传统算法保留了主光斑附近由于设备放电引起的灰度值较大的小光斑,滤除与主光斑较远且灰度值小的小光斑,提出根据光斑位置关系与灰度值进行图像分割的算法,得到了不同气象条件下导线所加电压与等效紫外光斑面积之间的关系,使用切线法获得了电晕放电起始电压,在仅考虑电晕起始电压的条件下对特高压导线选型提供参考。     

电晕放电初始电流的宽频测量方法

为得到试验导线电晕放电产生的初始电流特性,提出了一种新的电晕笼实验方案和电晕放电初始电流的宽频测量方法。在新实验方案中,电晕笼笼体对地绝缘并施加试验电压,电晕笼试验导线两端分别经阻抗过渡导线、同轴电缆、并在同轴电缆末端端接匹配阻抗接地,有效解决了传统电晕笼试验导线的宽频阻抗匹配,实现了对电晕放电初始电流的宽频测量。而且,由于新方案中测量在地电位进行,比传统方法具有更高的安全性和可操作性。在单点电晕放电实验平台上利用新方法获得了电晕放电的初始电流脉冲波形,并通过实验和仿真方法,研究了同轴电缆末端连接不同端接阻抗对电晕电流波形的影响,仿真结果和测量结果吻合,检验了该方法的有效性和准确性。此外,还进行了新方法和传统方法的对比实验,研究了试验导线高电位与低电位两种方式下的电晕放电初始电流的等效性,研究表明,试验导线在两种带电方式下电晕放电时的初始电流脉冲波形的各项特征指标具有一致的统计值和概率密度分布,进一步为该方法的有效性提供了依据。     

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。     

±1100 kV特高压直流导线表面标称电场及其影响因素研究

我国±1100 kV特高压直流(UHVDC)输电工程已经进入设计和建设阶段.近年来,特高压输电导线表面的电晕放电所引起的电磁环境现象逐渐受到学者的重视.当高压导线表面场强超过临界值时,导线周围的空气分子将被电离,发生电晕放电,形成正负离子或空间电荷.由于导线表面电场强度与诸如无线电干扰(RI)、可听噪声(AN)、地面处...     

放电电场对SO2气相传质过程的影响

研究了SO2在放电电场中的气相传质过程。通过模拟试验，研究了外加电压、放电区长度、放电空间大小等与放电电场相关的参数对SO2电迁移和脱硫效率的影响。试验结果表明：放电电场对SO2传质过程具有促进作用，这种促进作用和系统脱硫效率随电压升高、放电区长度和单位能耗增加、放电空间减小而增加。放电电场之后的辅助匀强电场有助于改善SO2的电迁移效果。系统脱硫效率可达95%以上，由放电电场促进SO2传质而引起的脱硫效率增量接近50%。     

高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究

针对目前我国特高压交流同塔双回输电常用的8×LGJ-630/45导线,基于在西宁市平安县(2 200 m)搭建的特高压电晕笼,系统的研究了8×LGJ-630/45导线在干燥、中雨(6 mm/h)、大雨(12 mm/h)及湿导线的条件下的电晕损失,首次获得了实际高海拔点8×LGJ-630/45导线的电晕笼电晕数据。并以1 000 kV特高压交流同塔双回输电工程典型塔型为例,通过有限元计算软件仿真计算电晕笼内导线和实际线路导线表面电场强度,采用电晕损失等效法,计算了在高海拔地区导线的电晕损失,获得了同塔双回输电线路的电晕损失数据。为我国将来在高海拔地区建设特高压交流输电线路导线选型提供了参考依据。     

高压外部电晕放电及其检测

从电晕放电现象出发,简单介绍了电晕放电的形成机制,分析了高压输变电系统中高压外部电晕放电的基本特征及危害;介绍了传统电晕放电检测方法(红外成像和超声波测量)及其不足,详细阐述了紫外成像检测新技术的原理、技术特点、应用领域,展望了紫外成像检测技术在高压输变电系统中的应用前景。     

特高压输电线分裂导线表面电场及起晕分析

输电导线起晕的重要判别条件是导线表面电场强度是否达到临界值。为研究分裂导线表面电晕分布情况,根据单相八分裂导线起晕电压试验值,先运用模拟电荷法计算了1 000 kV特高压八分裂子导线表面每个匹配点的电场强度值,然后与用经验公式计算出的临界场强对比,找出子导线表面的电晕分布区域,并计算出了该域内的起晕点个数、起晕角度、占导线表面比等数据以及子导线半径、导线高度对起晕分布的影响。分析计算表明:每根子导线在表面有限范围内起晕,且占整个导线表面积的30%～40%;对地高度越高子导线表面起晕范围越大,子导线半径对起晕范围也有一定影响。通过研究工作,期望对分析导线的电晕损耗等问题提供有力的帮助。     

Inception voltage of corona in bipolar ionized fields-effect oncorona power loss

In this paper, an iterative finite-element-based algorithm is presented as a numerical tool for the solution of the bipolar ionized field around high-voltage DC (HVDC) transmission lines. The effect of including unequal values of the positive and negative corona inception voltages and ion mobilities on the corona power loss is investigated. In addition, the effect of negative ion field enhancement on reducing the positive conductor corona inception voltage is also studied. The present algorithm is applied to different laboratory and full-scale transmission line configurations. Comparison with previously computed V-I characteristics showed that the present computed values were in better agreement with the experiment. Also, it has been found that the effect of unequal corona inception voltages on the corona power loss (or corona current) is noticeable at applied voltages very near to the inception values     

超特高压交流输电线路电晕对地面电场的影响

为研究超特高压交流输电线路电晕放电对地面电场的影响,改进了基于模拟电荷法的交流线路下离子流场计算方法,并将其应用在交流线路下地面电场的计算中。所提出的改进方法考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算。对三相8分裂1000kV交流线路的地面电场的计算结果表明,对典型1000kV三相交流输电线路参数,考虑电晕时的地面电场比不考虑电晕时增加约5%。子导线半径、分裂间距、分裂根数、相间距、线路高度等线路参数变化时电晕对地面电场有不同程度的影响。     

环境中金属颗粒对输电线路电晕的影响

电晕损耗是线路损耗的主要组成部分,导线表面的粗糙程度会影响电晕。为此研究粘附在线路上的不同形状及大小的金属颗粒对导线电晕的影响,描绘出导线周围每种颗粒存在时可能引起电晕的区域,根据这些区域面积大小说明颗粒对导线电晕的影响强弱情况。研究结果表明：输电线路表面粘附金属颗粒时周围最大电场强度会明显增大。比较几种给定形状的金属颗粒发现,立方体金属颗粒对导线电晕损耗影响很大,尤其是存在特定半径的金属半球颗粒,所能引起的电晕损耗最大。     

电晕放电辐射信号特征实验

为得到放电针电晕放电辐射场的时域和频域特征,利用组建的静电放电测试系统在室外背景噪声研究的基础上实验研究了电晕放电辐射信号,分析了不同极性和大小的电压、天线极化方向、接收距离、放电针形状、温湿度对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明,电晕放电信号波形陡峭,上升时间从几ns到20几ns;频谱成钟型连续谱,集中在20～100MHz;不同极性,信号波形不同,且正电晕信号幅值高于负电晕;电晕放电辐射场一般为垂直极化,强度反比于接收距离;相对湿度较大时测到的信号幅值较大。     

高海拔地区750 kV输电工程导线可见电晕试验研究

我国第一条750 kV输电线路经过地区海拔高度基本在2 000 m以上,与国外已经运行的750 kV输电工程的运行环境有较大差异。在其线路设计中,导线的电晕特性对导线的选型有重大意义。用分裂导线控制导线表面的电场强度,可以避免大量的电晕损失。通过导线起晕电压试验,研究了导线表面场强计算,获得了高海拔地区750 kV输电工程设计基本参数,其研究成果推动和支撑了西北750 kV输变电工程建设。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。