霧霾對(duì)特高壓直流輸電線路電暈離子流場(chǎng)影響的研究.pdf

1、為保證能源供給和資源的充分利用，我國(guó)大力發(fā)展了遠(yuǎn)距離特高壓輸電技術(shù)。特高壓直流輸電線路由于電壓等級(jí)高且標(biāo)稱電壓的方向不變，在高場(chǎng)強(qiáng)和惡劣的氣象條件下易導(dǎo)致電暈放電，形成電暈離子流場(chǎng)，由此對(duì)電磁環(huán)境帶來(lái)的影響及相應(yīng)的生態(tài)效應(yīng)，已成為需要關(guān)注和研究的重要課題。
　　作為近年來(lái)我國(guó)頻繁發(fā)生的大氣污染現(xiàn)象，霧霾發(fā)生時(shí)，空氣中含有大量懸浮顆粒物，且不同濕度狀況下含有不同量的霧滴，這些是引發(fā)線路電暈放電的關(guān)鍵因素。因此，開(kāi)展霧霾天氣下特高壓直

2、流輸電線路的電暈放電和線路下方地面離子流場(chǎng)特性研究，具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文對(duì)霧霾天氣下特高壓直流輸電線路的電暈離子流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值研究。建立了一個(gè)計(jì)及霧霾影響的描述特高壓直流輸電線路電暈離子流場(chǎng)的計(jì)算模型，對(duì)不同霧霾狀況下，不同線路排布方式和不同極導(dǎo)線結(jié)構(gòu)參數(shù)下，地面合成電場(chǎng)、離子流密度分布及其變化規(guī)律作了計(jì)算分析。本研究工作包含了以下的內(nèi)容和結(jié)果:
　　1.闡述了電暈放電的基本原理和特點(diǎn)，依據(jù)霧霾的特性提出將霧

3、與霾區(qū)分的概念模型用于本文相關(guān)計(jì)算，從導(dǎo)線表面狀況、起暈場(chǎng)強(qiáng)、離子遷移率三個(gè)方面來(lái)闡明不同濕度霧霾對(duì)電暈放電特性的影響機(jī)理。
　　2.建立了一個(gè)霧霾條件下電暈發(fā)生時(shí)特高壓直流輸電線路離子流場(chǎng)的計(jì)算模型，并基于有限元方法，實(shí)現(xiàn)了線路下方的地面合成電場(chǎng)和離子流密度的計(jì)算。以±800kV特高壓直流輸電線路為研究對(duì)象，計(jì)算分析了不同霧霾狀況對(duì)地面電暈離子流場(chǎng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:
　　(1)高濕度的霧霾天氣會(huì)使地面合成電場(chǎng)和電暈離子

4、流密度隨霧霾污染等級(jí)的增加而增大，且在污染等級(jí)較高時(shí)，兩者最大值相對(duì)于正常天氣的增大幅度隨污染濃度呈近似的線性增加;
　　(2)干霾或低濕度霧霾天氣下，電暈離子流場(chǎng)呈現(xiàn)與高濕度情況相似的變化規(guī)律，只是相對(duì)于正常天氣下的值，增加量很小;
　　(3)霧霾發(fā)生時(shí)，濕度對(duì)電暈起始場(chǎng)強(qiáng)的影響和空間懸浮顆粒的荷電行為是使地面合成電場(chǎng)和離子流密度變化的主要原因。遷移率的變化則抑制了離子流密度的增加，因而離子流密度雖有增大，但均遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)

5、準(zhǔn)所限定的最大值。
　　3.考慮不同濕度和不同污染等級(jí)霧霾狀況，并計(jì)及起暈過(guò)程的濕度效應(yīng)和懸浮微粒的荷電機(jī)理，對(duì)±800kV同塔雙回特高壓直流輸電線路，在不同的參數(shù)設(shè)計(jì)（導(dǎo)線排布方式、導(dǎo)線布置高度、水平間距、垂直間距）方式下的電暈離子流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算研究，結(jié)果表明:
　　(1)同塔雙回特高壓直流輸電線路的不同排布方式在4級(jí)及以下污染程度的霧霾天氣中，電暈離子流場(chǎng)特性差別不明顯。然而，隨著霧霾污染程度進(jìn)一步加劇至4級(jí)以上時(shí)，同極

6、同側(cè)垂直布置的線路對(duì)于抑制地面合成電場(chǎng)和離子流密度的變化表現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì);
　　(2)同塔雙回線路各極導(dǎo)線選擇大截面導(dǎo)體有利于弱化重霧霾天氣下直流線路的電暈離子流場(chǎng)效應(yīng)，但當(dāng)霧霾污染等級(jí)達(dá)6級(jí)時(shí)，該效應(yīng)會(huì)出現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)，故實(shí)際工程中導(dǎo)線的外徑不宜選擇過(guò)大;
　　(3)雙回線路回線間距的增大不利于克服重霧霾天氣對(duì)電暈離子流場(chǎng)造成的影響，因此回線間距在滿足絕緣要求的前提下應(yīng)當(dāng)越小越好;而極導(dǎo)線間距的增加可在一定程度上補(bǔ)償霧霾對(duì)電