大氣顆粒物對高壓直流導(dǎo)線離子流場影響及應(yīng)用研究.pdf

1、電暈放電引起的離子流場是反映特高壓直流輸電線路電磁環(huán)境的重要參數(shù)，它與離子流密度、無線電干擾、可聽噪聲等物理量共同決定著輸電導(dǎo)線的類型、對地高度、極間距、分裂間距與走廊寬度等線路設(shè)計指標(biāo)。我國北方地區(qū)的特定季節(jié)出現(xiàn)了灰霾天氣?；姻仓械拇髿忸w粒物將因特高壓直流輸電線路的電暈放電而發(fā)生荷電，進(jìn)而對輸電線路離子流場和離子流密度產(chǎn)生影響。本文通過顆粒物存在時離子流場的建模計算，以及對直流導(dǎo)線離子流場的測量實(shí)驗，研究了大氣顆粒物的質(zhì)量濃度、粒徑、

2、介電常數(shù)等物理量對離子流場的影響機(jī)理和規(guī)律。
　　首先，研究了電暈放電產(chǎn)生的空間電荷對地面離子流場測量準(zhǔn)確性的影響，以及直流電場儀探頭對其周圍離子流場的畸變規(guī)律。通過計算和測量獲得了平行電極間離子流場、離子流密度、空間電荷密度的分布規(guī)律，得到了空間電荷對直流電場儀測量準(zhǔn)確性的影響程度。提出了圓柱坐標(biāo)系內(nèi)離子流場的通量有限元方法，計算了離子流場在直流電場儀表面的分布，定量分析了直流電場儀對離子流場的畸變規(guī)律，并通過實(shí)驗加以驗證。提出

3、了一種與電場儀配合使用的附加電極的設(shè)計方案，可明顯抑制電場儀周圍離子流場的畸變。通過理論計算和實(shí)驗測量驗證了附加電極的有效性。
　　其次，分別提出了在平板電極和圓柱電極內(nèi)的直流離子流場中測量大氣離子遷移率的兩種方法，并將所提方法應(yīng)用于含顆粒物空氣的等效離子遷移率的測量研究。建立了室內(nèi)封閉實(shí)驗室，在其中搭建平板電極的電暈放電實(shí)驗平臺，定量研究了燃香煙塵顆粒的質(zhì)量濃度改變時，空氣與燃香煙塵顆粒所組成的混合體系的等效遷移率的變化規(guī)律。<

4、br>　　再次，提出了計算離子流場的上流邊界元方法，用來精確計算場域邊界或電極表面的電場強(qiáng)度。使用邊界單元和上流單元分別求解Poisson方程和電流連續(xù)性方程，迭代計算離子流場大小和空間電荷密度。通過離子流場的測量實(shí)驗對所提計算方法的有效性進(jìn)行驗證。
　　最后，在離子流場的上流邊界元算法中計入顆粒物的場致荷電和擴(kuò)散荷電效應(yīng)，通過實(shí)驗和計算獲得了大氣顆粒物的質(zhì)量濃度、粒徑、介電常數(shù)對高壓直流導(dǎo)線離子流場的影響機(jī)理和規(guī)律。在室內(nèi)封閉實(shí)