直流输电线路电晕效应初探

作者:钱汇娱乐 发布时间:2020-10-26 05:15

  第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集架空输电线路运行、维护、检修与技改管理 直流输电线路电晕效应初探 鹿宁吕宁(山东电力集团公司超高压公司) 要】本文主要介绍了直流输电线路与交流输电线路电晕效应的不同之处,并针对直流输电线路电晕现象的起因、危害及防范进行了初探。 【关键词】直流输电电晕效应危害防范 0引言 直流架空线路与交流架空线路相比,在机械结构的设计和计算方面,并没有显著差别。但在电 气方面,则具有许多不同的特点,需要进行专门研究。对于超高压直流输电线路的建设,尤其需要 重视电晕效应、绝缘配合、电磁环境影响三个方面的研究。根据实际运行情况,本文着重对直流输 电线路的电晕效应进行初步探讨。 直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电,由此将会产生电晕损失、 电场效应、无线电干扰和可听噪声等,导致直流输电的运行损耗和环境影响。 1直流输电线 电晕效应简介 当导线表面的电场强度超过空气的电离强度时,在输电线路导线表面的气体分子发生电离,形 成自激导电,进而产生电晕放电,是一种自持放电形式。通常,输电线路的选择,应使其在最大工 作电压下,导线表面最大场强不超过电晕的起始场强。然而,由于机械损伤(毛刺、擦伤)、污秽(油 滴、固体微粒)、降水(水滴、露、雪、雨、冰霜),使导线表面变得粗糙,从而导致局部电场强度增加, 使得在电压远比表面无损伤的清洁导线自持放电起始电压低的情况下,在导线上产生电晕放电现象。 电晕放电会带来许多不利影响。例如,放电过程中的光、声、热等效应及化学反应;由于电压 较高时,流柱不断熄灭和重新爆发,会出现放电的脉冲现象,形成高频电磁波,引起干扰;还能使 空气发生化学反应,生成臭氧及氧化氮等产物,引起腐蚀。 电晕干扰一、电晕干扰的种类。输电线路的干扰可分为两种:一是输电线路辐射的无线电干扰。 这种干扰是指输电线路在运行中,由于导线、金具、绝缘子所产生的电晕放电和间歇性的火花放电, 对收音机和发射站的天线产生干扰;二是沿线路传播的干扰信号,破坏高频道正常运行工作。 1.2电晕干扰的危害 电晕噪音。直流输电线路上出现电晕噪音,主要发生在雨雪等坏天气里,由于水滴碰撞或凝聚 在导线上而产生大量的电晕放电,每次放电都发生爆裂声。电晕放电产生的杂乱无章的脉冲噪音能 789 第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集 架空输电线路运行、维护、检修与技改管理 引起人们的烦恼。大雨时产生的电晕噪音最大,但大雨时可容许的电晕噪音比雨后和雾天容许的电 晕噪音大得多,一般以雨后湿导线作为衡量的基础,以线路走廊边缘电晕 噪音的大小作为控制标准。 电晕杂音。输电线路电晕放电产生的高频电磁场,所引起的电波杂音即电晕杂音,对无线电的 正常信号产生很大干扰。由于输电线路延伸很长,而无线电发射波的电场不是沿输电线路统一变化 的,再由于各国气候、地理环境及人民生活水平不同等原因,对容许的干扰值的要求也不一样。在 坏天气时要完全避免无线电干扰,在经济上是行不通的。为了降低干扰,现在广泛采用分裂导线, 在个别地方,收音机或电视机干扰太大时,最经济的办法是换收音机或改进接收天线直流输电线路的电晕损耗 在交流或直流电压作用下,电晕放电几乎是在同样的电压值(指幅值相等)下开始出现的,不过 随着电压进一步提高,交流下的电晕损耗增加得比在直流下快得多。和交流电晕相比,直流电晕(包 括单极、同极、双极)损耗与电压的相关性都稍小,与气候条件的相关性更要小得多,而且几乎和 导线直径的大小以及是否为分裂导线无关。 对于直流线路来讲,单极电晕损耗:负极性约等于正极性的两倍;双极电晕损耗要比两种极性 的单极电晕损耗之和大得多(3—5倍)。和交流线路的情况相反,直流线路的全年电晕损耗基本上取 决于好天气时的数值,这一点可以用下述事实来解释:在坏天气时(雨、湿雪、大雾等),直流线路 的电晕损耗不过比晴天时增加几倍;而交流线路则增加几十倍甚至上百倍。当导线表面电位梯度相 等时,双极直流线路的年平均电晕损耗仅为交流线直流输电线路电晕干扰的影响因素 3.1导线半径的影响 架空输电线路的电晕取决于导线表面的电场强度,而电场强度又与导线半径有关。由物理学场 强公式可知,导线半径越大,其表面场强越低,越不容易产生电晕,这样电晕引起的干扰就越小。 3.2导线表面状况的影响 一条新架设的输电线路,在其导线表面通常有许多明显不规则处,其粗糙系数和起始电压都比 较低。由于考虑经济性,输电线路通常设计成在正常运行时接近于起始电晕,故噪音和无线电噪音 都较大,表面不规则处电晕形成的自由电荷引起的局部离子轰击,能磨蚀掉铝导线表面的毛刺,而 且能帮助除去蜘蛛网、鸟类和其他电晕源。由此可见,导线老化可明显地降低电晕强度,同时也可 降低干扰。 3.3天气和大气污染的影响 由于无线电干扰与电晕的起始电压有直接影响,所以,天气和大气污染对无线电干扰有重要影 响。在晴天时,较强的干扰电平多半在夏季出现,因为夏季空气密度要比冬天低些,根据实测结果, 干扰强度的大小与降雨强度成正比。在大风大雨时,干扰电平急剧上升,随后,导线完全被淋湿时, 干扰电平的变化就随之变的很弱了,这时彼此之间的衰减系数也就没有什么区别了,当下雨停止后, 790 第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集 架空输电线路运行、维护、检修与技改管理 由于导线上的灰尘被清洗干净,这时干扰电平也因而降低。当出现浓而潮湿的大雾时,若单从干扰 观点来说,它基本与小雨时相同;而小雾天气与晴天时的干扰电平也是相同的。但是,若线路有一 段通过空气被严重污染的工业区,那么无线电干扰电平将显著升高。通常,在空气清净且其密度比 较大的地区,无线结论 综上所述,电晕放电是一种自持放电形式,电晕放电除引起能量损失外,还会产生干扰。架空 输电线路电晕干扰的影响因素很多,主要有导线半径、导线表面状况及大气条件等,所以在建设超 高压和特高压输电线路时,应考虑导线电晕,并采取有效措施限制或消除电晕放电。 参考文献: [1]秦柏林,盛剑霓,严璋,高压直流输变电系统下的三维离子流场计算[J]中国电机工程学报,1989,(02) [2]林锐.直流正极性下导线电晕放电特性及影响因素的研究[D]重庆大学,2009 [3]惠建峰,关志成,王黎明,麻敏华,李秋玮.正直流电晕特性随气压和湿度变化的研究[J]中国电机工程学报, 2007,(33) [4]党亚兵,李明.影响超高压架空输电线下电场的主要因素研究[J].电子质量,2010,(05) [5]马仪李明.高海拔输电线路导线电晕质量控制[J].科技兴电,2004,(12):42-42. [6]关志成麻敏华惠建峰等.电晕笼设计与应用相关问题探讨[J].高电压技术,2006,32(11):74—77. [7]宿志,商涛,王代荣.高海拔直流设备可见电晕特性的试验研究III.电力设备,2 005,6(7):2 [8]国家电网公司基建部.电网建设新技术[M].北京:中国电力出版社,2005. 作者简介: 单位:山东电力集团公司超高压公司通信地址:山东省淄博市张店区西八路与王舍路路口西北角山东电力超高压公司 联系电线 手机: 作者简历:输电线路专业毕业,本科学历。长期从事直流输电线路的运行和维护工作。 邮编:255000具有一定运行和检修经 单位:山东电力集团公司超高压公司通信地址:山东省淄博市张店区西八路与王舍路路口西北角山东电力超高压公司 邮编:255000 联系电线 手机: 作者简历:供用电技术专业毕业。长期从事直流输电线路的运行和维护工作。具有一定运行和检修经验。 79l

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