直流导线电晕起晕电压的影响因素及计算方法研究

摘要

我国幅员辽阔,能源分布不均衡,远距离、大容量的输电技术问题亟待解决。特高压输电技术具有传输容量大、传输距离远、传输损耗低等优点,但是,随着特高压输电的快速发展,线路带来了一系列电磁环境问题,电晕放电是其产生的主要原因之一。本文首先分析和讨论了电晕放电过程中带电粒子的产生和消失各过程以及带电粒子在外加电场中的运动;接着对现有计算起晕场强或起晕电压方法,理论公式方法进行了分析和讨论,并将其推广运用到分裂导线-圆筒结构的起晕电压计算,本文在忽略空间电荷对电场畸变影响的前提下,提出了一种计算分裂导线直流电晕起晕电压的方法,该方法首先求出分裂导线形式下最容易起晕的方向及在该方向的电场分布,其次再将该电场分布作为线-简结构下的电场分布,并以该电场分布实际对应的导线半径作为线-筒结构下的导线半径,最后运用由理论推导得的线-筒这一轴对称结构起晕判据来计算导线的起晕电压,为验证该方法的有效性,设计实验测量半径为1.5mm的光滑导线在二、四、六分裂形式下的起晕电压,并将实验结果与该新方法计算所得结果进行比较,发现二者吻合的较好;最后在实验室搭建的直流电晕实验平台,对单导线-圆筒结构直流正、负极性电晕进行了实验研究,分析表面光洁度、导线材料对起晕电压的影响,结果表明铜材料和不锈钢材料的电晕特性几乎一样,表面光洁度对负极性电晕的影响较正极性的大。