淺析霧水電導率對輸電線路交流電暈特性的影響

鐘敏光

摘 要：目前，在不均勻輸電線路中，存在的自持放電現象就是所謂的電暈，同時，還具有臭氧、電暈損失、無線電干擾、噪音等現象。在天氣情況時，通常輸電線路不斷出現電暈放電現象，雨、霧天氣及大濕條件下，導線表面可能形成一定的水滴，導致其表面出現變形，并且，線路不均勻程度不斷增大，導電電暈起始電壓出現降低現象，從而有效的產生電暈放電。基于此，文章就霧水電導率對輸電線路交流電暈特性的影響進行全面的分析，從而減少電暈放電現象。

關鍵詞：霧水電導率；輸電線路；交流電暈特性；影響

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0070-02

通常情況下，電暈現象存在不均勻輸電線路中，電暈放電還可能產生噪音、無線電干擾、能量損失等。但是，現階段針對霧水電導率對導線電暈特性的影響的相關研究比較少。因此，本文針對電暈現象對人們的生活、生產產生的影響進行全面的分析，就霧水電導率對輸電線路交流電暈特性的影響進行研究。

1 電暈現象對人們的生產、生活產生的影響

在輸送電能過程中，由于產生電暈現象，會損失大量的電能，根據相關統計，因為電暈放電我國每年損失電能大約為20.5億kW·h，損失非常嚴重，電暈現象還可能導致空氣產生一定的變化，并且產生大量的有害氣體，嚴重影響電路運行；電暈現象還會產生一定的噪音污染，嚴重影響人們的正常生活及生產；同時，電暈現象還會產生高頻電場，導致電磁污染現象出現，嚴重影響無線電的傳播。傳輸的電能電壓越高，產生的電暈現象危害就越嚴重[1]。

但是，由于我國各個地區氣候變化很大，降雨量增多、空氣中的氣度也在不斷的增大，很容易形成大霧氣候，導致很多凝露、水滴附著在導線的表面，嚴重影響導線的電暈特性，為了有效的降低電暈現象的危害，就影響提出新的技術限制導線電暈。

隨著社會經濟的快速發展，污染問題成為人們關注的重點，霧水電導率也在不斷的增多，在我國現階段，研究人員主要以氣壓、濕度、溫度、降雨等參數為基數。

對導線電暈特性進行分析與研究，但是，很少對霧水電導率對導線電暈特性產生的影響進行研究。

2 試品、裝置

2.1 試品和電源裝置

文章主要針對鹽霧電導率對導線交流電暈特性的影響進行研究，試驗品選取的是LGJ-80/30型鋼芯鋁絞線，該試驗品的基本技術參數，如圖1所示。試驗原理，如圖2所示。

試驗過程中所使用的調壓器可以調電壓為0～150 kV；試驗過程中變壓器的額定電流為6 A，其短路電流為30 A，變壓器的容量為900 kVA，以滿足該試驗過程中對交流電源的相關要求。

2.2 電暈籠

電暈籠的關鍵作用就是研究電暈特性的主要測試措施，由于線-大地間之間的距離比線-籠之間的距離大，因此，只有在導線上施加一定量的電壓，并且保證電壓交底，就可以有效的提高導線表面的場強等級，在高電壓等級下，對導線的電暈特性進行全面的分析[2]。本文主要使用的是自行設計的電暈籠，如圖3所示。

電暈籠主要由1 000 mm長的有機玻璃罐組成，其厚度為 10 mm，外徑為300 mm。兩端均使用厚度為12 mm、長度為400 mm的有機玻璃粘合組成的密封蓋。在電暈籠一側中開孔，其直徑為100 mm，有利于試驗過程中進行觀察。為了有效的防止終端效應，電暈籠應該由900 mm長，厚度為0.15 mm的3段式鋁箔組合而成。

2.3 霧發生裝置

試驗過程中使用的純凈水溫度應該小于20 ℃，電導率為γ20<10 μs/cm，其中，應該添加一定量的NaCl，配置成具有一定電導率的霧水，進行模擬在自然環境下污染物的試驗，使用YC-G030T型的超聲波霧發生器，其可以產生不同電導率的鹽霧，鹽霧顆粒直徑應該在1～10 μm之內。該試驗中霧水電導率值都應該控制20 ℃。近年來我國部分地區自然霧水電導率的情況，見表1，為該試驗霧水電導率提供相關參考。

2.4 電暈放電紫外信號的采集裝置

導線電暈在放電過程中會產生光子數能，并且反映放電的強弱，該試驗重要使用CoroCAMIV+型紫外成像儀方管對擴散光子進行觀察，并產生相關視頻圖像。導線與紫外成像儀接受鏡頭之間的距離最好應該保持為1 m左右。

3 實驗方法

首先，應該對鋼芯鋁絞線進行清潔干燥處理，防止導線表面出現雜質或者凝露影響試驗結果。霧發生器在額定時間內產生的霧水質量不變，使用產生霧水的時間有效的判斷霧水質量的優劣，在通電之前，應該向電暈籠中噴入一定量的鹽霧，并且達到一定的時間。在試驗開始之后，應該緩慢均勻的加大電壓，如果出現少許紫外光時，可以緩慢的提高電壓的速度，每次電壓升高值都應該相同，并且停頓時間也應該相同，對電暈現象進行觀察，對光子視頻圖像及電壓值進行記錄。使用不同的霧水電導率進行試驗時，使用每種值應該重復進行五次，所疊加的電壓值應該以第一次為基礎，每次試驗完成后30 min，應該在進行下一次試驗，應該盡快疏散電暈籠中的空間電荷和殘留霧。

4 實驗的結果分析

不同條件下鹽霧的電暈現象。本文試驗中使用不同的霧水電導率對輸電線路中的電暈現象進行模式，電導率不停，導線中電暈現象就存在一定的差異，霧水電導率的值有100 μs/cm、1 070 μs/cm等多種，使用該數據對試驗進行全面的分析，每種數值應該重復進行5次試驗，并且對平均光子數及施加電壓進行記錄。

每次試驗的分散性比較小，標準差一般情況下小于7%。選用COMSOL對各個起始電暈的電壓值進行仿真模擬，并且得出最大場強值。每次試驗過程中大氣壓值應該為溫度t=（20±1） ℃、相對濕度h=99.9%、p=98.7 kP。

如果霧水電導率為100 μs/cm時，可以使用切線法得到導線電暈電壓值為38.1 kV，如果氣候比較干燥時，電壓值應該為35.2 kV，兩者之間存在的差異為8.2%。由于電導率非常低，起始電暈受到很小的影響，該條件可以不計。在電導率及濕度共同影響下，導線的干燥條件及起始電暈條件結果想接近。

5 結 語

如果電導率不高，而且污染比較輕，對交流輸電線路導線起暈電壓具有一定的影響，如果其絕度適度不斷增大，就會導致起暈電壓有所升高。

霧水電導率與霧對交流電線路電暈特性的影響具有明顯的聯系。 電導率升高，導線電暈起始電壓就會降低。

在導線表面附著的霧顆粒形成較小的放電尖端，導致其表面電場產生變化，霧水電導率升高，其變化就越嚴重，導線表面的起暈場強也在不斷的降低。

參考文獻：

[1] 陳吉，蔣興良，舒立春，等.雨凇對導線起暈電壓影響規律的研究[J].電網 技術，2013，37（7）：2035-2040.

[2] 陳瀾，陳方東，趙雪松，等.大于環境下雨滴對線路電暈特性的影響[J].高 電壓技術，2012，38（11）：2863-2868.