霧霾對特高壓直流輸電線路電暈離子流場影響的研究.pdf

1、為保證能源供給和資源的充分利用，我國大力發(fā)展了遠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高且標稱電壓的方向不變，在高場強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，由此對電磁環(huán)境帶來的影響及相應(yīng)的生態(tài)效應(yīng)，已成為需要關(guān)注和研究的重要課題。
　　作為近年來我國頻繁發(fā)生的大氣污染現(xiàn)象，霧霾發(fā)生時，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特性研究，具有重要的理論和實際意義。
　　本文對霧霾天氣下特高壓直流輸電線路的電暈離子流場進行了數(shù)值研究。建立了一個計及霧霾影響的描述特高壓直流輸電線路電暈離子流場的計算模型，對不同霧霾狀況下，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、離子流密度分布及其變化規(guī)律作了計算分析。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，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)計算，從導(dǎo)線表面狀況、起暈場強、離子遷移率三個方面來闡明不同濕度霧霾對電暈放電特性的影響機理。
　　2.建立了一個霧霾條件下電暈發(fā)生時特高壓直流輸電線路離子流場的計算模型，并基于有限元方法，實現(xiàn)了線路下方的地面合成電場和離子流密度的計算。以±800kV特高壓直流輸電線路為研究對象，計算分析了不同霧霾狀況對地面電暈離子流場的影響規(guī)律。結(jié)果表明:
　　(1)高濕度的霧霾天氣會使地面合成電場和電暈離子

4、流密度隨霧霾污染等級的增加而增大，且在污染等級較高時，兩者最大值相對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，電暈離子流場呈現(xiàn)與高濕度情況相似的變化規(guī)律，只是相對于正常天氣下的值，增加量很小;
　　(3)霧霾發(fā)生時，濕度對電暈起始場強的影響和空間懸浮顆粒的荷電行為是使地面合成電場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，但均遠小于國家標

5、準所限定的最大值。
　　3.考慮不同濕度和不同污染等級霧霾狀況，并計及起暈過程的濕度效應(yīng)和懸浮微粒的荷電機理，對±800kV同塔雙回特高壓直流輸電線路，在不同的參數(shù)設(shè)計（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進行了計算研究，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級及以下污染程度的霧霾天氣中，電暈離子流場特性差別不明顯。然而，隨著霧霾污染程度進一步加劇至4級以上時，同極

6、同側(cè)垂直布置的線路對于抑制地面合成電場和離子流密度的變化表現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢;
　　(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效應(yīng)，但當霧霾污染等級達6級時，該效應(yīng)會出現(xiàn)增強趨勢，故實際工程中導(dǎo)線的外徑不宜選擇過大;
　　(3)雙回線路回線間距的增大不利于克服重霧霾天氣對電暈離子流場造成的影響，因此回線間距在滿足絕緣要求的前提下應(yīng)當越小越好;而極導(dǎo)線間距的增加可在一定程度上補償霧霾對電