导线污秽对高压直流输电线路电晕特性的影响
高压输电线路的绝缘子污秽特性研究
高压输电线路的绝缘子污秽特性研究绝缘子是高压输电线路中起到保护电力设备的重要组成部分。
由于绝缘子经常暴露在恶劣的气候条件下，它们很容易受到污秽物的影响。
污秽特性研究对于维护和提高高压输电线路的稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将探讨高压输电线路绝缘子污秽的特性以及相关研究成果。
首先，我们来了解绝缘子污秽物形成及其对线路的影响。
污秽物主要来源于大气中的尘埃、微生物、腐植酸、盐分等，它们会附着在绝缘子表面形成污秽层。
随着时间的推移，污秽层会逐渐增厚，导致绝缘子的绝缘能力下降。
污秽层会引起电场分布的不均匀以及放电现象的发生，进而影响电力设备的正常运行。
为了研究绝缘子污秽特性，学者们进行了大量的实验和理论研究。
其中一个重要的研究方法是在实验室中制备污秽模型，模拟真实的污秽环境。
通过对不同类型的污秽物，如盐雾、尘埃等进行模拟，研究人员可以获得绝缘子在不同环境下的污秽特性数据。
同时，他们还利用现场实测数据对研究成果进行验证，以提高研究结果的准确性和可靠性。
研究发现，不同类型的绝缘子在污秽环境下的表现存在差异。
例如，玻璃绝缘子和复合绝缘子相比，前者更容易形成污秽层，并且更容易在形成污秽层后产生放电现象。
此外，研究还发现，绝缘子的形状和特殊结构对其污秽特性起到重要的影响。
对于线路中的悬垂绝缘子而言，它们的下垂长度和倾斜角度会影响绝缘子的污秽情况。
因此，在线路设计和运维中，需要考虑绝缘子的特性来选择合适的绝缘子类型和安装方式。
此外，研究还发现，气候条件对绝缘子污秽的影响非常显著。
例如，炎热干燥的气候会导致绝缘子表面的污秽物迅速干燥，形成难以清除的硬化层，从而加剧绝缘子的绝缘能力下降。
而湿润的气候条件下，污秽物易形成湿污层，也会降低绝缘子的绝缘能力。
因此，在输电线路的规划和设计中，需要考虑当地的气候条件，并采取相应的防护措施，确保绝缘子充分发挥其绝缘功能。
综上所述，高压输电线路绝缘子污秽特性的研究对于确保输电线路的稳定运行具有重要意义。
北京地区高压架空输电线路污秽分析及预防处理措施
2.3针对线路自身缺陷引起的故障合理设计配电线路，以提高线路的安全系数。
对配电线路的负荷重载区域及公用区域进行负荷在线监测。
加大配电线路及设备的改造力度，优化配网结构。
对配电线路中的老旧设备及时进行更换调整。
在配电线路工程的施工过程中加强质量监督，提高施工质量。
工程结束后也要认真验收，确保质量达到相关标准的要求。
2.4针对管理不善引起的故障建立健全相关管理制度及规程并严格执行。
加强配网管理人员的安全教育及技术技能等专项培训，以培训上岗的方式提高配网工作人员的专业素养和责任心。
明确配网各岗位工作人员的职责范围，并建立健全奖罚机制。
加强对配电线路的运行维护及日常巡检等工作，及时发现老旧或损坏的配电设备并加以更换。
此外，配网管理人员应积极做好与电力用户的沟通与协调工作。
3结语10kV配电线路是系统与用户之间连接的重要环节，它的安全稳定运行直接关系到民众的生活生产用电及社会经济的发展，且10kV配电线路又有其特点，因此，通过分析其常见的故障及原因，并提出相应的防范措施具有很大的实际意义。
但是在实际的配电线路工作中，还应具体问题具体分析，对发生的故障给出有针对性的防范措施，进而确保配电线路能够安全稳定运行。
［参考文献］[1]刘伟光.10kV配网线路运行故障分析及防范措施[J].机电信息，2014（33）.[2]范银山.10kV配网线路故障原因及防范措施分析[J].科技创新与应用，2015（5）.[3]陈永章.10kV配网运行事故原因分析及预防措施[J].机电信息，2014（24）.收稿日期:2016-10-09作者简介:钱利宏（1986—），男，江西上饶人，硕士研究生，研究方向：配网继电保护及自动化。
北京地区高压架空输电线路污秽分析及预防处理措施饶卫申刘大力张国春秦志勇（国网北京市电力公司检修公司，北京100068）摘要：输电线路污秽积累过多会导致污闪的发生，污闪现已成为输电线路跳闸的重要原因，严重影响了输电线路运行的可靠性。
浅谈特高压直流输电存在的问题
浅谈特高压直流输电存在的问题发表时间：2020-12-11T06:10:18.471Z 来源：《新型城镇化》2020年18期作者：斛冬冬[导读] 中国电力装机有很大数量在西邵大水电基地和北邵的火电基地。
这些大电站群装机容量大 , 距离负荷中心远 , 近的距离 1000 一2000km、远的 2000km 以上。
在这种国情之下, 必须要进行高压远距离输电, 高压输电存在一些问题。
斛冬冬国网山西省电力公司检修分公司摘要：中国电力装机有很大数量在西邵大水电基地和北邵的火电基地。
这些大电站群装机容量大 , 距离负荷中心远 , 近的距离 1000 一2000km、远的 2000km 以上。
在这种国情之下, 必须要进行高压远距离输电, 高压输电存在一些问题。
关键词：特高压直流输电；环境影响；谐波影响20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为 2400km，电压等级为 ±750kV，输电容量为 6GW。
该工程将哈萨克斯坦的埃基巴斯图兹的煤炭资源转换成电力送往前苏联欧洲中部的塔姆包夫斯克，设计为双极大地回线方式，每极由两个 12 脉动桥并联组成，各由 3×320MvarY/Y 和 3×320MvarY/Δ 单相双绕组换流变压器供电；但由于 80 年代末到90 年代前苏联政局动荡，加上其晶闸管技术不够成熟，该工程最终没有投入运行。
由巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984年完成，1990 年竣工，运行正常。
1988~1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。
目前巴西又将亚马逊河的水力资源开发列入议事日程，准备恢复特高压直流输电的研究工作。
大气中污秽混合物对输电线路绝缘子的影响
大气中污秽混合物对输电线路绝缘子的影响大气中的污秽混合物对输电线路绝缘子会产生一系列影响。
绝缘子是电力输电线路中的关键部件，用于将电力导线与支撑塔或支撑杆隔离，确保电力能够正常传输而不被传递到周围环境中。
污秽混合物主要指的是大气中的尘土、湿气、盐霜、污染物和微生物等各种颗粒物质。
污秽混合物会导致绝缘子表面积聚尘土和附着物。
这些尘土和附着物会形成绝缘子表面的涂层，增加了绝缘子表面的导电性和放电的可能性。
当输电线路工作时，绝缘子表面的导电性会导致电力的泄漏和能量损失，降低电能的传输效率。
绝缘子表面的涂层还会增加绝缘子的火灾风险，一旦发生火灾，可能会导致电力输电中断和安全事故。
污秽混合物还会使绝缘子表面形成湿润的环境。
湿润的绝缘子表面会导致绝缘子的表面电阻率降低，增加了放电的可能性。
特别是在高湿度和多雨的气候条件下，绝缘子容易发生高湿污秽闪络现象，即在绝缘子表面形成湿润的通道，电流会通过这个通道导致放电，进而引发火灾和电力故障。
污秽混合物还会使绝缘子造成盐霜沉积。
在海岸地区或盐湖附近，大气中的盐霜会沉积到绝缘子表面，形成薄薄的盐霜层。
盐霜层的存在会导致绝缘子表面电荷分布不均匀，增加了放电的可能性。
盐霜层还具有吸湿性，易形成湿润的环境，进一步增加了绝缘子的放电风险。
污秽混合物还可能对绝缘子材料产生化学侵蚀和破坏。
大气中的污染物和微生物会与绝缘子材料发生化学反应，形成有害物质，并导致绝缘子材料的老化和损坏。
这将进一步削弱绝缘子的绝缘性能，增加火灾和电力故障的风险。
1. 定期对绝缘子进行清洗和检查，清除绝缘子表面的积尘和附着物，恢复绝缘子的表面清洁和导电能力。
2. 在绝缘子表面涂覆防污涂层，防止尘土和附着物的沉积。
3. 加强绝缘子的防水性能，防止绝缘子表面湿润和形成湿润通道。
4. 对于海岸地区或盐湖附近的输电线路，可以采用抗盐霜涂层，减少盐霜的沉积和影响。
5. 加强大气环境污染物的治理，减少空气中的颗粒物和化学物质对绝缘子的侵蚀。
高压直流输电复习题及答案
⾼压直流输电复习题及答案⼀、1.两端直流输电系统怎样构成的，有哪些主要部分？主要构成：整流站，逆变站和直流输电线路三部分。
2.两端直流输电系统的类型有哪些，系统接线⽅式如何？单极系统双极系统背靠背系统3.直流输电的优点是什么？●直流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗⼩；●直流电缆线路输送容量⼤、造价低、损耗⼩、不易⽼化、寿命长，且输送举例不受限制；●直流输电不在交流输电的稳定问题，有利于远距离⼤容量送电；●采⽤直流输电实现电⼒系统之间的⾮同步联⽹；●直流输电输送的有功功率和换流器消耗的⽆功功率均可由控制系统进⾏控制，可以改善交流系统的运⾏性能；●在直流电的作⽤下，只有电阻起作⽤，电感电容均不起作⽤，可很好的利⽤⼤地这个良好的导电体；●直流输电可⽅便进⾏分期建设、增容扩建，有利于发挥投资效益；●输送的有功、⽆功功率可以⼿动或⾃动⽅式进⾏快速控制，有利于电⽹的经济运⾏合现代化管理。
4.直流输电的缺点是什么？●直流输电换流站⽐交流变电所的设备多、结构复杂、造价⾼、损害⼤、运⾏费⽤⾼、可靠性也差；●换流器对交流侧来说，除了负荷（在整流站）或电源（在逆变站）是⼀个谐波电流源以外，还是⼀个谐波电流源，会畸变交流电流波形，需装设交流滤波器；换流器对⾄直流侧来说，除了是电源（在整流站）或负荷（在逆变站）以外，它还是⼀个谐波电压源，它会畸变电压波形，在直流侧需装设平波电抗器合直流滤波器；●晶闸管换流器在就进⾏换流时需消耗⼤量的⽆功功率，在换流站需装设⽆功补偿设备；●直流输电利⽤⼤地（海⽔）为回路⽽带来⼀些技术问题；●直流断路器没有电流过零可以利⽤，灭弧问题难以解决。
5.直流输电的应⽤有哪些？●远距离⼤容量输电●电⼒系统联⽹●直流电缆送电●现有交流输电线路的增容改造●轻型直流输电6.直流输电的⼯程⽬前有哪些？其输送距离、输送电压等级、输送容量各为多少？两端换流站各为哪⾥？⾈⼭直流输电⼯程输送距离54km，输送电压等级±100kv，输送容量为100MW，整流站在浙江省宁波附近的⼤碶镇，逆变站在⾈⼭本岛的鳌头浦；葛洲坝——南桥直流输电⼯程，距离1045km，电压等级±500kv，容量1200MW，整流站在葛洲坝⽔电站附近的葛洲坝换流站，逆变站在上海南桥换流站；天⽣桥——⼴州直流输电⼯程，距离960km，电压等级±500kv，容量1800MW，整流站在天⽣桥⽔电站附近的马窝换流站，逆变站在⼴州的北郊换流站；嵊泗直流输电⼯程，距离66.2km，电压等级±50kv，容量6MW，可以双向送电，整流站在上海的芦潮港换流站，逆变站在嵊泗换流站；三峡——常州直流输电⼯程，距离860km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在三峡电站附近的龙泉换流站，逆变站在江苏常州的政平换流站；三峡——⼴东直流输电⼯程，距离880km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在湖北荆州换流站，逆变站在⼴东的惠州换流站；贵州——⼴东直流输电⼯程，距离960km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在贵州安顺换流站，逆变站在⼴东的肇庆换流站；灵宝背靠背直流输电⼯程，电压等级120kv，容量360MW，；⼋、1.换流站过电压保护装置经历了哪三个阶段？经历了保护间隙、碳化硅有间隙避雷器，⾦属氧化物⽆间隙避雷器2.直流避雷器与交流避雷器运⾏条件和⼯作原理的差别是什么？(1)交流避雷器可以利⽤电流⾃然过零的时机来切断续流，⽽直流避雷器没有电流过零可以利⽤，因此灭弧较为困难；(2)直流输电系统中电容元件远⽐交流系统多，换流站避雷器的通流容量要⽐常规交流避雷器⼤得多；(3)正常运⾏时直流避雷器的发热较严重(4)某些直流避雷器的两端均不接地；(5)直流避雷器外绝缘要求⾼3.对直流避雷器的技术要求？要求：⾮线性好，灭弧能⼒强，通流容量⼤，结构简单，体积⼩，耐污性能好4.避雷器芯⽚导通的三个阶段是什么？第⼀阶段为低电场下的绝缘特性；第⼆阶段为中电场下避雷器的限压特性；第三阶段为⾼电场强度下的导通特性5.氧化锌避雷器性能的基本参数有哪些？避雷器参考电压U ref，避雷器参考电流I ref，避雷器额定放电电流，避雷器保护残压U res，避雷器保护特性，避雷器连续运⾏电压6.直流输电换流站过电压保护和绝缘配合的⽬的是什么？⽬的是寻求⼀种避雷器配置合参数选择⽅案，保证换流站所以设备在正常运⾏、故障期间及故障后的安全，并使得全系统的费⽤最省。
高压直流输电中的若干热点问题
０
引言
近几年来，我国的高压直流输电技术发展迅速。
高压输电线导致空气电离后，各种粒子将围绕输电 线路做往返运动．一般不会影响到地面。而直流输电 则不同．冈其只有一个极性，故粒子将会在持续的作 用力下被推至地面及线路周同的空间中去，产生一 定电磁作川或干扰．这是在直流输电尤其是电压等 级很高的特高压直流输电中非常重要的问题。 在研究特高压直流输电线路的电晕特性中，我 们比较关注的物理量有无线电干扰尺，、可听噪声
目前高压直流输电系统研究中的若干热点问题进行探讨，其ｒｆｌ包括Ｊ，线路的电晕ｎｄ题。污秽外绝缘问题，直流偏磁 问题以及直流输电系统的稳定性问题。在探讨过程中，文章通过调研国内外相关资料，结合正在开展的实际项目，阐 述以上问题的产生机理，评估它们对系统的影响情况，论证这些问题的解决方案，以期能为我网高压直流输电研究 人员提供参考。 关键字：电晕环境；离子流；污秽外绝缘：直流偏磁；输电稳定性
ｄｉｖ
５）线路和发电厂、变电所设备外绝缘各污秽等 级和对应的盐密 目前，美国、日本、法国、加拿大、英国等采用污 耐压法进行污秽外绝缘设计。其设计过程大致为：先 确定ｓＰｓ（现场污秽等级），然后考虑污秽类型上的差
ｇｒａｄ①＝（ｐ－－ｐ＋）／ｅｏ （３）
＿『却＋（－ｋ＋ｇｒａｄ①＋Ｗ）
万方数据
别、不同型式绝缘子积污特性的校正、布置方式。将
的设备或原闪分为以下６类：①交流及其辅助设备 ②换流器③控制及保护设备④』｛ｆ流一次设备⑤直流 线路⑥其他包括人为的误操作和小明原因引起的高
压直流输电系统强迫停运。 影响直流输电系统可靠性指标的原冈多种多 样，在分析强迫停运的主要原凶的基础上，进一步 提高特高压输电系统稳定性的措施为： １）加强日ｆ靠性管理，并加强监督。构建信息化的 管理平台．实现管理信息的资源全系统共享。加大对 运行管理人员的培训力度，要求运行人员进一步熟 悉掌握运行规程．并要对可能引起事故的因素进行 分析。 ２）加强技术维护。系统大修依然是造成能鲼可 用率下降的最主要冈素。研究和发展可靠性为中心 的备用及维修策略，科学合理地选择不同的维修方 式。以减少计划能量不町用率和提高系统能量可用 率。 ３）加强对系统薄弱环节的在线运行监视。在运 行实践中制定设备缺陷管理办法，以便及时发现问 题，及时修复，使缺陷得到有效控制，可显著地降低 系统停运时间。
高压输电线路表面污秽在线检测技术研究
高压输电线路表面污秽在线检测技术研究近年来，随着电力行业的快速发展，高压输电线路得到了广泛的应用。
然而，随着使用时间的增加，表面污秽逐渐累积，对输电线路的运行安全造成了威胁。
针对这一问题，高压输电线路表面污秽在线检测技术应运而生，成为了电力行业中的重要研究方向。
一、高压输电线路表面污秽的危害高压输电线路表面污秽是指在线路运行过程中，因为空气中不同的物质对表面附着形成的一种露出在外的半导体绝缘体。
表面污秽根据其成分和来源不同，其危害程度及影响因素特征也不尽相同。
但是，总体来说，高压输电线路表面污秽会对线路的运行安全造成以下几方面的危害。
1. 提高了线路的电阻和电感，从而显著影响线路的输电性能，减小了线路的可靠性和运行寿命。
2. 增加了线路所需的绝缘等级，阻碍了电压调节和电力分配的精度，对旁路失效敏感，从而影响线路的可靠性和稳定性。
3. 增加了线路的电荷损耗，对电网的功率平衡与稳定造成了较大的破坏，导致电力转移不畅，因而影响交流电网的供电能力。
二、高压输电线路表面污秽在线检测技术相关研究目前，国内外对高压输电线路表面污秽在线检测技术进行了较为广泛和深入的研究，主要包括基于红外成像法、激光散斑法、超声波检测法和雷达检测法等多种方法。
1. 基于红外成像法的高压输电线路表面污秽在线检测技术基于红外成像法的高压输电线路表面污秽在线检测技术主要应用于对线路外绝缘子串表面污秽的检测。
该方法利用红外热像仪对绝缘子串表面的红外辐射特性进行监测，利用其不同的红外带宽对红外波谱进行分析，识别不同类型的污秽，从而实现了对线路外绝缘子串表面污秽的可视化检测。
2. 基于激光散斑法的高压输电线路表面污秽在线检测技术基于激光散斑法的高压输电线路表面污秽在线检测技术可以直接检测输电线路表面污秽的大小和位置。
该方法利用激光散射原理对输电线路表面污秽的散斑模式进行监测和分析，实现对高压线路表面污秽的精确定位和检测。
3. 基于超声波检测法的高压输电线路表面污秽在线检测技术基于超声波检测法的高压输电线路表面污秽在线检测技术主要用于检测线路上的实心绝缘子和绝缘子栅桥等零部件的故障。
DL 436-91 高压直流架空送电线路技术导则
大跨越பைடு நூலகம்采用
钢绞线的允许温度一般采用
环境气温应采用历年最高气温月的最高平均气温 并考虑太阳辐射的影响
钢芯铝包钢绞线 包括铝包钢绞线 的允许温度一般采用
环境气温应采用历年最
高气温月的最高平均气温 并考虑太阳辐射的影响
太阳辐射功率密度应采用
相应风速为
特殊导线允许温度按生产国的国
家标准 无国家标准的则按厂家产品规范
会议第 分委会推荐 补充件 附录 地面合成场强 简化理论计算程序和计算步骤 补充件 附录 直流架空线路污秽分级推荐值 补充件 附录 直流线路对电信线路危险影响的防护要求 补充件 附录 输电线路对电话回路干扰影响的防护要求 补充件
高压直流架空送电线路技术导则
本导则规定了高压直流架空送电线路电气和力学等方面的技术条件
在
以上的大档距防振方案应另行设计
避雷线按
第 条安装防振锤 当档距在
及以下时在档距两端每根避雷线各
装一个
则各装两个
以上则各装 个
当选用的防振锤为非定型产品时 必须进行防振特性测定
分析导线还要考虑次档距振荡及舞动的防护措施
金具的强度设计安全系数 遵照
第条
绝缘 防雷和接地
直流盘形悬式绝缘子 以下简称绝缘子
导线和避雷线的设计安全系数不应小于
避雷线的设计安全系数 宜大于导线的设计
安全系数
导线和避雷线在弧垂最低点的最大使用应力应按下式计算
式中
导线或避雷线拉断应力
用
铝绞线及钢芯铝绞线 中的计算拉
断应力 也可以用试验拉断强度
导线或避雷线在弧垂最低点的最大使用应力
导线或避雷线的安全系数
在大跨越的稀有气象条件下和重冰区的较少出现的覆冰情况下 导线在弧垂最低点的最大应 力均应按不超过抗拉强度的 验算 如悬挂点高差过大 应验算悬挂点应力 悬挂点应力可较
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导线污秽对高压直流输电线路电晕特性的影响赵宇明,麻敏华,关志成,惠建峰,王黎明,李秋玮(清华大学深圳研究生院,深圳518055)摘 要: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116m ×116m 小电晕笼进行直流线路导线涂污实验,导线外径214cm ,使用3种成分的状态的干燥涂污。
实验结果表明,在±500kV 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。
关键词:导线电晕;高压直流输电;污秽;可听噪声;离子电流;电晕损耗中图分类号:TM862文献标志码:A 文章编号:100326520(2007)1220049206基金资助项目:国家自然科学基金(90210030)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (90210030).Influence of Contaminations of the Conductor on HV DCT ransmission Line Corona CharacteristicsZHAO Yu 2ming ,MA Min 2hua ,GUAN Zhi 2cheng ,HU I Jian 2feng ,WAN G Li 2ming ,L I Qiu 2wei(Graduate School of Shenzhen ,Tsinghua U niversity ,Shenzhen 518055,China )Abstract :The contaminations adhering to the surface of HVDC overhead transmission line affect the conductor coro 2na characteristics.The artificial pollution experiments of DC transmission line were carried out in a small corona cage ,and experimental parameters were selected in the second section.The experimental results reveal that the con 2taminations on the conductor surface can increase the ion current and the audible noise of positive polarity conductor obviously under the electric field of HVDC 500kV transmission line.Corona characteristics change with different contaminations ’components ,and the polarity effect is obvious.Factors that affect the corona characteristics of con 2taminated conductor are illustrated combined with corona photographs and measurement datum of the corona pulse.The next 2phase research is introduced in the last section.K ey w ords :conductor corona ;HVDC ;contaminations ;audible noise ;ion current ;corona loss0 引 言采用更高电压等级输电,提高输电的经济性是我国电力行业面临的重要课题。
目前,输电工程的电磁环境问题日益受到关注,已成为影响超、特高压输电线路结构和建设费用的重要因素[1,2]。
输电线路的环境问题与导线电晕密切相关,导线电晕会对线路经过地区的周边环境产生电场效应、无线电干扰和可听噪声等影响,并引起电晕损耗[326]。
长期研究表明,>500kV 电压等级输电线路的设计将受到线路可听噪声的制约。
与交流输电线路相比,直流输电线路容易吸附和积累污秽。
国外研究人员曾经通过在实验线路上涂抹污秽物质或砂粒,研究导线表面涂污情况下直流电晕离子电流和电晕起始电压的变化规律,得到了一些有意义的结论[7,8]。
我国超、特高压直流通道上的部分地区环境污染比较严重,长期运行于这些地区的高压直流输电线路的导线表面会积累大量的污秽。
污秽物质会对线路的电晕特性和电晕起始电压产生显著影响。
目前,我国基本上采用国外已有的经验公式来计算线路电晕对环境造成的影响,这些经验公式只考虑了导线表面场强和线路结构,而没有考虑导线表面污秽物质的影响[5]。
因此,深入研究导线表面涂污情况下直流线路的电晕特性,对指导污染严重地区高压直流输电线路的设计和建设具有重要意义。
使用电晕笼开展了不同积污情况下导线电晕的实验研究,测量了大量直流电晕离子电流和可听噪声数据。
本文首先介绍了导线涂污实验的方法和参数;然后通过对比不同表面状态下电晕特性的测量数据,结合电晕照片和电晕脉冲测量数据,探讨了导线污秽对直流电晕离子电流和可听噪声的影响规律;并指出了下一阶段需要开展的工作。
1 电晕特性实验1.1 实验装置电晕笼是研究导线电晕特性的重要实验设备。
・94・ 第33卷第12期2007年 12月高 电 压 技 术High Voltage EngineeringVol.33No.12Dec. 2007它可以在较低的实验电压下方便地测量交直流输电线路的各种电晕特性[9211]。
在实验室中使用自行研制的小电晕笼[12](见图1)开展导线涂污条件下的电晕特性实验研究。
实验重点研究了电晕产生的离子电流和可听噪声两项指标,同时记录了不同涂污条件下电晕脉冲的波形数据。
在电晕笼的中心位置放置一根型号为L G J3002 40的钢芯铝绞线,导线外径214cm;电晕笼的截面设定为116m×116m。
实验中,使用串接在笼壁和地之间的微电流计测量电晕产生的离子电流,见图2(a);使用噪声分析仪和自由场麦克风测量可听噪声,麦克风距离导线3m且指向导线,见图2(b)。
1.2 污秽物质实验中,在导线表面用毛刷均匀地涂抹一层人工污秽来模拟实际线路表面附着的污秽物质。
为便于定量描述污秽物质的成分和浓度,实验设计时参考绝缘子污秽实验方法,按照单位表面积污秽物质的质量来确定导线表面涂污的量[13]。
为研究不同污秽物质对导线电晕特性造成的影响,实验共测量了3种涂污导线的电晕特性:1)灰。
使用高岭土或硅藻土模拟附着于导线表面的灰尘,污秽物质密度为015mg/cm2。
对比实验表明,在导线表面涂抹高岭土和硅藻土,两者的电晕特性没有显著的差别。
2)灰+盐。
使用含有氯化钠的高岭土模拟含电解质的污秽物质,污秽物质的密度为高岭土015 mg/cm2,氯化钠012mg/cm2。
3)灰+盐+碳粉。
在污秽物质中添加少量碳粉,模拟煤烟或导线表面碳化的有机物质,污秽物质的密度为高岭土015mg/cm2,氯化钠012mg/cm2,碳0101mg/cm2。
为进行对比,还测量了干净导线的电晕特性,实验前导线表面用水清洗干净并处于干燥状态。
1.3 实验环境小电晕笼放置在清华大学深圳研究生院的实验室内。
实验期间,环境温度19～25°C,相对湿度40%～80%,气压10014～10019kPa,近似为一个标准大气压。
为了维持导线表面污秽物质的密度,没有进行淋雨实验,导线表面始终处于干燥状态。
由于实验在室内开展,没有空气流动的影响。
1.4 实验方法实验采用逐级升压法,电压从50kV升到240 kV,每隔10kV测量一次电晕特性,从而获得离子电流和声压级随电压变化的曲线。
由于小电晕笼只能进行单极性导线实验,每次实验需交替测量正、负图1 实验用的小电晕笼Fig.1 Coronacage used in the experiment图2 导线电晕特性的测量Fig.2 Conductor corona effect measurement极性导线的电晕特性。
每次实验前,导线在较高的电压下运行1～2min,去除导线表面可能存在的其他附着物。
参考IEEE的电晕可听噪声测量标准[14],为了降低背景噪声对测量的影响(如实验电源的交流声,通风设备的噪音等),同时测量8k Hz倍频程的噪声声压级,该声压级可以用来精确地表征可听噪声与实验电压之间的关系。
2 测量数据2.1 离子电流电晕在导线周围的空间中产生大量的离子,与导线极性相同的离子受到电场力的作用飞向电晕笼壁,并被笼壁截获形成离子电流。
对于直流线路,电晕损耗主要是电场对空间离子做功,因此测量电晕放电产生的离子电流,对于确定实际线路的电晕损耗具有重要意义。
图3显示的是不同导线表面状态下,离子电流i ion随实验电压U变化的曲线,用半对数坐标表示。
・5・Dec.2007High Voltage Engineering Vol.33No.12 图3 电晕离子电流Fig.3 Corona ion current由于电晕放电受诸多因素的影响,离子电流值会在一定范围内波动,图3显示的就是多次实验测量的离子电流的变化范围。
为了便于与实际高压直流线路对比,图中用虚线标出了使用相同型号导线的±500kV葛—上直流输电线路导线表面场强所对应的实验电压[5]。
实验结果表明,在实际运行线路的表面场强附近,正负极性导线的离子电流相差很小,因此不同极性导线的电晕损耗基本相同;涂污导线的离子电流明显大于干净导线,如果污秽物质中存在盐分,其离子电流的数值比干净导线将增大两个数量级。
这说明含有电解质的污秽物质显著地促进了电晕放电的发展,从而产生更多的离子。
实验结果还表明,污秽中微量的碳粉没有造成离子电流的显著变化。
在导线起晕前,空气中存在的少量离子在电场的作用下形成电流,离子电流随电压缓慢增长;电晕起始后产生大量离子,离子电流曲线随着电压呈二次方增长。
理论上讲,导线电晕电流在起晕电压附近存在一个明显的拐点。
实际测量结果中,干净导线电流曲线的拐点十分明显;导线涂污之后,电晕起始电压降低,离子电流曲线“左移”,电流曲线的拐点变得难于分辨。