雾霾对交流输电线路电晕的损失影响论文_陈长青

雾霾对交流输电线路电晕的损失影响论文_陈长青

(国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司 河北石家庄 050000)

摘要:因为受到雾霾天气的影响,在雾霾天气辐射雾、平流雾、海雾三种类型中,对送电线路产生影响最大的就是海雾。由于海雾中的含硫量和含盐量比起辐射雾和平流雾都比较高,并且海雾持续的时间比较长,因此对于送电线路的腐蚀比较严重,这就要求相关政府部门和电力企业部们要对防雾减灾的情况进行充分的了解以及充分的掌握,针对雾霾天气的种类出现的影响制定和采取针对性的措施,将在雾霾天气下对送电线路产生的影响降到最低,从而提高了电力企业部门的社会和经济效益,实现电力企业部门的可持续发展。

关键词:雾霾;交流输电;线路;电晕;损失;影响

引言:与其他恶劣天气条件下的电晕损失特性相类似的情况是,随电场强度的增大,雾霾条件下输电线路电晕损失也不断增大,并符合幂函数的增长趋势。此外,随输电线路导线周围雾霾浓度的增大,其相应的电晕损失也增大,但增加量不明显。后续将对实际输电线路常用分裂导线进行研究,得出雾霾浓度、导线参数等对电晕损失影响的经验公式,为输电线路电磁环境的设计提供直接参考。

1雾霾天气类型和分布情况

1.1辐射雾。辐射雾其实上是经过日变化而形成的。在白天的时候如果天气是晴天无云或者是少云,那么地面的有效辐射就会比较强,空气中的相对湿度会比较大,当地面的风力呈现微弱的时候就产生了辐射雾,辐射雾在一年四季中皆会出现。一般情况下,辐射雾在城市里出现的比较多,这主要是因为城市对气候产生的影响。由于在城区的人口逐渐的增加,能源的用量在不断的增加,建筑物的面积也在加快的扩展,特别是在冬季的时候增加了取暖的排放量,因此在城市的上空就比较容易出现一层逆温层,再加上城市的风速比起郊区的风速要小,因此就很容易的形成辐射雾。很多时候,大部分的辐射雾都是在夜间开始形成的,在清晨的时候出现的辐射雾最厉害,有时候是在日出后的1小时内,由于雾中的温度还在持续的下降,在受到地面蒸汽较为微弱的湍流进行交换,从而使辐射雾显得更浓。辐射雾的日数分布一般来说在内陆比沿海比较多。

1.2平流雾。形成平流雾的必要条件就是风,其是经由风的吹动而实现的,当暖空气在经过冷的路面或者是海面的时候形成了雾,而雾经过风的吹动从一个地方漂移到另一个地方去。通过检测发现,当风力在2-3级之间的时候平流雾进行移动是最好的有利条件。由于平流雾的分布受到了天气形势以及地理环境的影响,呈现出乡村比城市多的态势,这是因为受到市区内的气温比起郊区乡村的气温要高,而且湿度比起郊区乡村的也低,不利于平流雾的形成,因此一般情况下平流雾在郊区乡村出现的比较多,而靠近沿海一带的区县出现的平流雾的日数也比内陆的多,这主要还是受到了水汽条件的影响。

1.3海雾。在冬季的时候,由于海水的温度比起陆地的温度要高,当海水的温度比气温高出5℃以上的时候,海面上就会出现蒸汽雾,有时候也称为蒸汽,随着风的吹动而飘向陆地,从而使陆地产生了大雾。因此,可以这么说,海雾其实就是在冷空气经过暖海面的时候而形成的,一般在12月-3月这段时间内的沿海附近陆地出现的最多。由于在秋冬季的时候,海水的温度比起陆地的温度要高,较大范围的海面在受到长时间的蒸发之后,具有充足的水汽,当冷空气经过海绵的时候,水汽就会出现凝结从而产生了雾,随着风的吹动吹向了沿海陆地。由此可见,海雾出现的日数在沿海一带比较多。

2 不同雾霾浓度下的导线电晕损失特性

对交流输电线路而言,导线电晕特性包含电晕起始电压特性、电晕损失特性、可听噪声特性以及无线电干扰特性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本文中主要研究雾霾浓度对导线电晕损失特性的影响。

2.1 试验中得到的人工模拟雾霾

为检验本文人工模拟的雾霾是否可靠,对电晕特性试验中雾霾试验室中的空气进行取样。采用型号为 JSM-7500F 的场发射扫描电镜观测试验中得到的人工模拟的雾霾颗粒微观特性。其中,放大 4300倍的人工模拟雾霾颗粒扫描电镜图可以发现,该采样颗粒呈椭球形,其长轴约为 4.0μm,短轴约为 3.1μm。可见,试验中人工模拟得到的雾霾颗粒粒径基本符合预期。试验中得到的不同浓度的人工模拟雾霾采用博世 PM 2.5 激光实时检测仪测量。

该仪器主要测量 PM 1.0 、PM 2.5 以及 PM 10.0 的读数。试验中雾霾浓度 1 分别为 111μg/m 3 、269μg/m 3 和 437μg/m 3 。

本文主要研究雾霾浓度对输电线路导线电晕特性的影响,总共在 3 种雾霾浓度下进行了试验。3次试验中得到的人工模拟雾霾浓度(PM 1.0 、PM 2.5及 PM 10.0 )的测量值。根据我国空气质量指数级别的划分,试验中 3 种雾霾浓度对应的污染等级均为严重污染。

2.2 雾霾天气下导线电晕损失特性

本文试验中试品的布置方式为典型线-板间隙电极结构, 本文试验得到的不同雾霾浓度下导线表面电场强度-电晕损失特性。当导线表面电场强度相同时,随人工模拟雾霾浓度的增加,导线电晕损失增加,但增加量并不大。当导线表面电场强度为 30kV/cm 时,在雾霾浓度 1、浓度 2 以及浓度 3条件下的导线电晕损失分别为 16.7W/m、18.1W/m 和20.4W/m。

此外,还可以发现在人工模拟雾霾条件下,随着导线表面施加电场强度的升高,其电晕损失以幂函数趋势快速增长。

3结束语

总而言之,雾霾在影响人们交通、生活的同时,对电力系统的影响也受到电力部门及科研单位的重视。在雾霾天气下,对于送电线路和电气控制设备的影响是不能忽视的,特别是在冬季的时候出现的雾霾天气,因为受到持续时间长和气温低的影响,很多时候在送电线路和电气控制设备上都付着含有H2S、SO2、SO3等酸性的物质,从而导致了绝缘子的表面增加了电导率,使绝缘的特性受到了大大的降低,进而产生了一系列的跳闸断电的事故。尤其是在西南一带,山多雾重易发生污闪事故。因此,针对雾霾天气下如何加强对交流输电线路的维护是目前相关政府部门和电力企业部门亟待解决的工作任务之一。

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论文作者:陈长青

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

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