论文摘要
输电线路设计时需考虑导线电晕放电的影响,国内外学者一致认为雨天导线的全面起晕电压会降低,但全面起晕电压降低到什么程度,却未见正式报道;导线表面有污秽附着物时,由于污秽在导线表面形成尖端进而畸变导线表面电场,导线的全面起晕电压也会降低,但起晕电压降低到什么程度以及污秽物中的盐密和灰密对导线全面起晕电压有无影响也未见正式报道;西电东送的南、北、中走廊都要经过高海拔地区,部分海拔高度超过3000m,众所周知气压随着海拔高度的增加而减小,而导线在积污或淋雨状况下的电晕放电特性随着气压的降低会发生什么变化也不得而知,因此研究低气压下导线表面状况对电晕放电起始特性的影响具有理论与实际意义。国内外的研究者根据具体工程的需要进行了一定大气参数对电晕放电影响的试验,提出了一些修正全面起晕电压的经验公式,由于具体工程试验过程中气压、湿度等参数的范围很有限,判断起晕的方法也各异,因而其研究结果不能得到广泛应用。本文在总结国内外现有成果的基础上,以8mm光滑不锈钢管为试品,在三段式电晕试验圆筒内进行了大量的试验,分析了低气压下水滴和污秽对导线电晕放电起始特性的影响及空气密度和湿度对导线全面起晕电压的影响。论文的主要工作和结论如下:①利用放电量随电压的变化规律来判断导线的全面起晕电压具有较高的准确性。光滑导线时光子数随电压的变化规律与放电量随电压的变化规律基本吻合;导线表面有水滴或污秽时放电量随电压的变化曲线中有明显的转折点,而光子数随电压的变化曲线却没有这样的规律。②通过在导线表面放置一滴水、两滴水、大量水滴来研究水滴的数量对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三个阶段,分别为由“水滴的不稳定性”所引起的电晕放电、残存水滴周围气体的电离所引起的电晕放电、导线全面电晕放电;而导线表面布满水滴时,前述的第一阶段和第二阶段并无明显的界限。③通过改变电晕试验圆筒内的气压来研究低气压下导线表面布满水滴时的电晕放电起始特性。结果表明:导线表面布满水滴时导线的全面起晕电压会明显降低,试验得出此时导线的表面粗糙系数m约为0.62～0.65;低气压下导线表面布满水滴时电晕放电比常压下更严重。④通过改变污秽的盐密和灰密来研究污秽度对导线电晕放电起始特性的影响。结果表明:积污状态下导线电晕放电起始特性与污秽的盐密和灰密无明显的关系。⑤通过改变电晕试验圆筒内的气压来研究低气压下导线表面积污时的电晕放电起始特性。结果表明:低气压下导线表面积污时电晕放电比常压下更严重;试验得出导线表面积污时的表面粗糙系数m约为0.67～0.79。⑥通过改变电晕试验圆筒内的气压和湿度来研究相对空气密度和空气湿度对导线电晕放电起始特性的影响。结果表明:导线的全面起晕电压随相对空气密度的减小而减小;随相对空气湿度的增大有先增大后减小的变化趋势;且随相对空气湿度的减小,相对空气密度对全面起晕电压影响的特征指数n在上升;导线全面起晕时的放电量随相对空气湿度的增大有先增大后减小的变化趋势。⑦导线全面起晕电压(有效值)的校正公式为:(此公式适用于同轴圆柱导体)