流场-离子流场双向耦合作用下±800 kV高压直流输电线路离子流特性

高压直流输电线路离子流计算是输电线路设计及电磁环境评估的重要内容,线路电晕放电离子流与流体之间的双向耦合是其本质特征,目前离子流计算方法均未考虑离子流场与流场之间的双向耦合特征且难以应用于复杂风环境下的离子流计算。为此,该文考虑流场(流体方程)与离子流场(离子输运方程)之间的耦合关系,建立高压直流输电线路流场-离子流场双向耦合模型,采用有限元方法计算±800 kV高压直流输电线路地面合成电场和离子流密度的分布特性,计算结果与实验测量结果吻合较好,验证所建模型的有效性。基于此,重点研究不同风速和风向对±800 kV高压直流输电线路地面合成电场与离子流密度的影响规律。同时,考虑导线风偏和混合风对离子流场的影响,获得±800 kV高压直流输电线路在风偏和混合风影响下地面合成电场和离子流密度的分布规律。结果可为高压直流输电线路的设计及电磁环境评估等提供参考。

双柱体系统局部电场计算的互偶极子模型

两相体局部电场计算模型是研究两相体电场分布、相互作用机制等重要课题的关键,而线电偶极子模型是当前双柱体系统电场计算的经典模型,但当柱体间距较近且介电常数较大时,其计算误差显著增大。针对该问题,该文考虑双柱体系统在均匀电场中的相互作用与极化过程,将处于电场环境中的柱体极化过程分解为外电场极化与相互作用极化两个过程,其中外电场极化结果通过位于柱体轴心的自偶极矩表征,而柱体间极化结果通过一个偏离柱体轴心的互偶极矩表征,并由此构建了双柱体系统互偶极子模型。通过与经典线电偶极子模型及有限元模型计算结果的对比发现,所提的双柱体系统互偶极子模型即使在柱体间距D=0.1R且介电常数之比εi/εe=100时,其计算误差仍小于5%,该结果表明互偶极子模型能够在柱体间距较小且介电常数之比较大时,对双柱体系统的电场分布得到较为精确的计算结果。