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1、第27卷第3期电力建设Vol.27No.32006年3月ElectricPowerConstructionMar,2006·37·高压输电线路电晕放电分析隋晓杰,宋守信(北京交通大学,北京市,100044)[关键词]高压输电线电晕放电数学模型中图分类号:TM75文献标识码:B文章编号:1000-7229(2006)03-0037-02AnalysisonCoronaDischargeofHVTransmissionLinesSuiXiaojie,SongShouxin(BeijingJiaotongUniversity,BeijingCity,100044)[Keywords]H
2、Vtransmissionline;coronadischarge;mathematicalmodel随着电网容量的增加和电压等级的提高,高压输发出“咝咝”的声音,发出蓝光以及使周围空气温度电线路对环境的电磁影响日益引起人们的重视。本文升高等。电晕放电产生的电磁噪声与一般环境噪声将对高压输电线路的电晕放电进行一系列的探讨。相比,更令人厌烦。一些发达国家初期建设的几条500kV和765kV线路,由于导线表面场强较高,发1电晕产生机理出的噪声引起了附近居民大量抱怨,只得降压运行,电晕放电是由于导线表面的电场强度很高,引后来不得不更换大直径导线。起空气电离而发生的放电现象。空气分子的游
3、离强(2)电晕放电产生高频脉冲电流(含有高次谐度一般为20～30kV/cm,当输电线路表面电场强度波),将对无线电通讯造成干扰。随着输电线路电压超过这个数值之后,就会听到线路发出“咝咝”的放等级的提高,这种影响更为明显。电声,嗅到臭氧的气味,夜间还可以看到导线周围发(3)电晕放电还会使空气发生化学反应,生成出的蓝紫色荧光,这就是电晕放电。臭氧、氮氧化物等,臭氧、氮氧化物是强氧化剂和腐输电线路电晕放电的影响因素分两大类:(1)蚀剂,会对固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。输电线路本身特性的影响。输电线路电压越高,电(4)电晕放电产生的能量损耗,在某些情况下.晕放电越强;导线直径越大,
4、表面光洁度越高,电晕会达到可观的程度。放电越弱。而且,输电线路导线的排列方式、相间距因此,避免、限制电晕引起的能量损耗和电磁波离、对地高度也会影响电晕放电的电磁干扰电平,差对无线电的干扰已成为必须加以解决的重要问题。值约在3～5dB。(2)输电线路外部环境的影响。3电晕放电数学分析空气污染越严重,空气密度越小、湿度越大,电晕放电越强。3.1基准场电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电晕放电的数学模型是以基准场的测量结果为电形式,电晕放电时的电流强度取决于电极外气体基础的,基准场定义为:(1)测试点距高压输电线路空间的电导,即取决于外加电压、电极形状、极间距边相导线的水平距离为
5、20m,接收天线的高度为2离、气体的性质和密度等。m(距地面)。(2)基准测试频率为0.5MHz。(3)测试仪器:电磁干扰场强测量仪或已定标的频谱分析2输电线路电晕放电的危害仪。(1)电晕放电会产生声、光、热等效应,表现为收稿日期:2005-11-20·38·电力建设第27卷3.2数学模型W———待求场点的空气相对湿度;对于不同电压等级的输电线路,电晕放电辐射K3———湿度系数,参考值为0.69。的频谱基本上是相同的;随着频率的升高,辐射场强由(1)～(3)式,即同时考虑频率、横向距离和迅速减小。频率f为0.15～5MHz时的辐射场强,湿度的影响,可由某一高压输电线路测得的基准场
6、可以表示为:计算和预测该线路某一区段附近任一点处电晕放电2E(f)=E0+K1[1-2(lg10f)](1)辐射场强,其计算式为:2式中E0———基准场(距边导线的水平距离do=20E(dB)=E0+K1[1-2(lg10f)]+20K2lg(d0/m,f0=0.5MHz,h=2m)的辐射场d)+K3(W-W0)/10%(4)强,dB(μV/m);3.3误差因素及修正K1———频率系数,参考值为5.6(标准差为利用(4)式计算、预测高压输电线路电晕放电0.49)。的辐射场强,引起误差的因素主要有:电晕放电辐射场强随横向距离d的变化而变(1)导线的表面状况。由于导线表面落有灰化,其
7、横向距离特性可以表示为:尘、杂质及工业污染的影响,在导线表面可能形成局E(d)=E0+20K2lg(d0/d)(2)部的电晕放电源而使辐射场强增大。(2)季节变化式中E(d)———距边导线的水平距离为d的辐射的影响。夏季空气湿度比较大,导线表面落的灰尘、场强,dB(μV/m);杂质比较多,电晕放电的辐射电平比较高。冬季比K2———横向距离系数,参考值为1.60(标较干燥,导线表面的灰尘,杂质比较少,电晕放电的准差为0.16)。辐射电平比较低。由于季节的变化,电晕放电辐射电晕放电的
