雾水电导率对输电线路交流电晕特性的影响分析

摘 要：导线的电晕放电能够产生能量损耗、对无线电的干扰、可听性噪声等其它效应，雾水电导率对导线的电晕特性会产生什么样的影响？不同环境条件下的雾水电导率有什么样的变化，这些变化又会对导线的电晕特性造成哪些变化？文章用超声波实验装置来产生雾水，这些雾水的电导率不同，在自制的电晕笼中做实验用来研究雾水电导率对输电线路的导线上交流电的电晕特性影响。研究结果说明：雾水电导率对输电线路导线上的交流电电晕的产生有显著影响；雾水的电导率越高，导线周围的空气就越容易被电离；导线表面环境的变化使表面存在的电场发生畸变，雾水的电导率越高，畸变的程度就越严重，促使导线的起晕电压就越低。所以输电线路导线的电晕限制条件必须要考虑雾水电导率产生的影响。

关键词：雾水电导率；输电线路；交流电晕特性；影响

中图分类号：TM851 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）29-0100-02

电晕存在于非常不均匀的电厂中，它产生的时候会伴随着噪声，干扰正常的无线电传输，浪费很多电能，还会产生臭氧等，输电线路在较好的天气环境下不会产生电晕现象，但是在大雨大雾天气中就不一样了，电晕现象很容易发生，这是因为导线表面的电场发生了变化，输电线路发生电晕现象时有一个起始电压，在不同的环境条件下导线只要达到了起始电压就会发生电晕现象。

1 电晕现象对人们的生产、生活产生的影响

在电能输送过程中，因为电晕现象白白损失了很多的电能，根据不完全的统计，全国每年由于电晕放电所损失的电能为20.5亿kw・h，损失是很大的，电晕现象还会使空气中的气体发生变化，产生大量的有害气体，给电路本身造成损害；电晕现象还会产生噪声形成一种污染，影响人们的正常生活；另外电晕现象还会产生高频电场，形成电磁污染严重影响无线电的传播。所输送电能的电压等级越高，输电线路发生电晕现象时所产生的危害就越大。但是我国各地区的气候变化很大，降雨量多、天气湿度大，非常容易形成大雾天气，从而形成很多水滴、凝露附着在导线的表面，影响输电线路的电晕特性，为了使电晕放电产生的危害降到最低，必须对导线电晕限制提出更高的技术要求。

随着工农业的快速发展，一些地区的空气污染正在加剧，增大了各地区雾水电导率的差异现在国内外的很多研究人员主要是以降雨、积污或温度、湿度、气压这些大气参数为基础对导线的电晕特性进行研究，但是很少研究雾水的电导率对导线电晕特性产生的影响。

2 雾水电导率影响交流电晕特性实验的试品与装置

①实验用的试品与电源装置。盐雾的电导率对输电线路电晕放电特性产生的影响是本文的研究重点，实验试品选择的是LGJ-80/30这种型号的钢芯铝绞线，它基本的技术参数：钢芯铝绞线的横截面直径D是13 mm，单股铝线的直径d是3.22 mm，单股钢芯的直径d是2.4 mm。

调压器的最高限制电压是15万v；变压器能通过的标准电流是6 A，超过30 A它就损坏了，它的容量是90万伏安，这两个实验仪器都能够满足实验的要求。

②实验装置简介。电晕笼是本实验中重要的装置之一，线-笼之间的距离小，用它产生的电场从实质上来说跟输电线路中的电晕电场是一样的，也就是说在电晕笼中产生的电晕现象跟实际的输电线路中的电晕现象是一样的，这是做实验，场强不会对人体造成伤害。实验中的电晕笼是一个有机玻璃罐（厚0.01 m，长1m，两端直径0.3 m），两端是两块方形的玻璃板（边长0.4 m，厚0.012 m），电晕笼一侧的中间有一个直径为0.1 m孔，是用来观察实验现象用的。电晕笼的内壁是由铝箔制成的，分成3段，每段厚0.00015 m、长0.9 m，用铝箔的目的是不让电晕笼两端发生电晕现象。实验中的雾产生装置。

③本实验所用的是往纯净水中加入一定量的氯化钠这种方式配置成的溶液，该溶液就是本实验所用的雾水，实验中用不同电导率的雾水去模拟现实情况中的污染雾，使用科技上比较先进的超声波雾产生装置，产生出具有不同电导率的雾水，它的直径较小，在1-18 ？滋m这种数量级上。实验中用的不同电导率的雾水，它的电导率值都是被校正过的。

④电晕现象能够产生紫外线，这些紫外线就是一种信号，用专门的装置对它们进项采集有助于对电晕现象的分析。在电晕现象中能够产生出光子，它的多少就代表了电场放电的强弱。实验中用专门的紫外线成像仪来观察光子，同时产生视频图像，视频图像的用处是非常大的，通过分析它就可以研究电晕现象的过程。根据以往的实验经验，成像仪的镜头与导线的距离为1 m时是比较合适的，这指的是对光子的接受。

3 实验方法

先对钢芯铝绞线做干燥清洁处理，避免导线表面的凝露与别的杂质影响到实验结果。雾发生器单位时间所产生污水质量是不变的，现在用产生雾的时间来判断雾水的质量，每次通电前都要向电晕笼中喷入盐雾，达到足够的时间即可，是每次的雾水质量都保持一样，实验时的温度在（20±1）℃这个范围。实验开始后，缓慢并匀速增大电压，当能看到少许紫外光子时减慢提升电压的速度，每次升高的电压值都要一样并停顿相同的时间，观察电晕现象，记录电压值和光子视频图像。用不同电导率的雾水实验时每种值要重复5次，后面所加的电压值把第一次为基准，每次实验完30 min后再进行下一次，为了使电晕笼中的残留雾与空间电荷尽快疏散。

4 实验的结果分析

不同盐雾条件下的电晕现象。本实验用不同电导率的雾水来模拟输电线路中的电晕现象，电导率不同，对导线的电晕现象影响就不同，雾水电导率的值有00 μs/cm、

1 070 μs/cm、等其它的好几种，用这些数值的雾水来做试验并分析。每个导电率数值做5次试验，记录施加电压和平均光子数的关系。各次实验的分散性比较小，标准差通常小于7%。使用COMSOL对各个起晕的电压值进行电场仿真，得出起晕时导线表面的最大场强值。每次实验的大气压值：p=98.7 kp，相对湿度：h=99.9%，温度t=（20±1） ℃。

雾水电导率是100 μs/cm时，运用切线法得到导线起晕电压值38.1 kV，气温干燥时的值35.2kv，相比之下前者比后者高出8.2%。因为雾水的电导率比较低，起晕电压就受到较小影响，所以这时电导率这个条件可以忽略，那起晕电压的增大是什么引起的呢？是湿度。

雾水电导率是2 160 μs/cm时，导线产生电晕现象的最小电压值是36 500 V，和上个电导率的实验相比时，起晕电压降低了。电晕现象是导线表面的电场发生剧烈的电离与复合的过程，电导率越大店里就越容易发生。在其他条件不变时，起晕电压就降低了。在湿度和电导率共同影响下，导线的起晕电压和干燥条件下结果接近。

5 总 结

①轻污染雾电导率不高，对导线起晕电压影响小，它的绝对湿度在某一范围内的增大，会使起晕电压相应升高。

②雾水的电导率对输电线路的电晕现象有较大影响。

③导线表面附着的雾颗粒能形成放电尖端，是导线周围电场畸变，雾水导电率增大，畸变程度增大，导线表面的起晕场强减小。

参考文献：

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