直流负极性下雨滴对导线电晕特性的影响

高压直流输电线路电晕会带来严重的电磁环境问题。导线电晕已经成为影响特高压直流输电线路结构和建设费用的决定性因素。随中国电网的不断发展,特高压直流输电线路电晕问题开始受到人们的关注。在降雨过程中,导线表面会形成大量的雨滴,雨滴的存在严重影响导线的电晕特性。为了研究大气条件对直流输电线路电晕特性的影响,笔者利用电晕笼,研究了导线表面雨滴的电晕放电过程,以及导线表面附有雨雾和饱和雨滴的起晕电压和电晕电流特性。针对自然界中降雨电导率的差异,研究了不同电导率的雨雾和雨滴对电晕放电的影响。结果表明,导线上雨滴的电晕放电是一个伴随着雨滴变形、喷射以及雨滴周围空气电离的复杂过程。当导线表面附有饱和雨滴和雨雾时,起晕电压分别约降低到无雨滴时起晕电压的25%和40%。在降雨电导率范围内,雨滴电导率变化对电晕放电影响不明显。

光滑导线直流起晕电压判别方法对比分析

直流电晕放电会产生空间电荷、离子流场、无线电干扰、可听噪声及电晕损耗等效应,为了研究根据不同的直流电晕放电效应得到的起晕电压差异,搭建了基于同轴圆柱结构的电晕放电起晕电压测试平台,同时测量了不同直径光滑导线电晕放电产生的离子流、合成电场、稳态电晕电流及紫外光子数随电压的变化关系,依据各物理量随电压变化的拐点确定了正、负极性光滑导线的起晕电压。实验结果表明,对于光滑导线,通过不同电晕放电效应借助于拐点法得到的起晕电压基本一致。根据同轴圆柱离子流场的解析公式及起晕场强的经验公式,对导线的起晕电压进行了计算,不同直径的起晕电压的计算结果与测量结果基本一致,最大差异<2.1%。因此,对于实验室内光滑导线起晕电压的确定,建议采用同轴圆柱电极结构对电晕放电效应进行测量,推荐采用拐点法来确定起晕电压。

环境因素对正直流架空导线起晕电压的影响

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的重要问题之一。输电线路跨越高海拔地区,由于海拔高度升高、气压降低,将给输电线路的设计和运行带来很多特殊问题。同时,湿度和温度对输电线路导线电晕特性也有很大的影响。因此研究气压、湿度和温度对输电线路导线电晕特性、放电机理具有重要的学术意义和工程应用价值。利用气体放电理论建立导线电晕起始电压放电模型,系统地分析了气压、湿度、温度对导线电晕起始特性的影响。计算模型采用模拟电荷法计算空间电场分布,然后根据二次电子崩正离子数大于等于一次电子崩正离子数目的起晕电压判据计算出导线起晕电压。计算结果显示电晕起始电压随气压下降、温度升高而减小,主要原因是有效电离系数增大导致的电离区域的扩大;随湿度升高而减小,主要原因是高场强区域内碰撞电离能力的增强。

湿度对负极性直流导线起晕电压和离子流场的影响

为了研究湿度对负极性直流导线起晕电压和离子流场的影响,在温湿度可控的人工气候室内,使用直径1 mm、3 mm和5 mm的光滑不锈钢导线,搭建了同轴圆柱电晕放电实验平台。实验同时测量了电晕笼壁处的电场强度和离子流密度。实验结果表明:随着相对湿度增加,直径1 mm导线起晕电压整体呈先上升后下降趋势;直径3 mm和5 mm导线起晕电压整体呈上升趋势。离子流密度随相对湿度的增加而降低;电场强度随相对湿度的增加呈先减小后增大的趋势。