輸電線路及變電站設備防止電暈的機理與方法研究

項目嚴格按照項目計劃書要求展開工作，并達到了相應的目標。本項目在國內(nèi)外首次提出對輸變電設備均壓裝置及導線涂刷憎水性涂料以減少水滴在其表面的聚集，從而改善輸變電設備均壓裝置及導線在雨天的電暈放電的解決思路，在未涂刷及涂刷不同憎水性涂料時，對比研究了水滴的附著狀態(tài)、電場分布、水滴的形態(tài)變化、電暈產(chǎn)生的機理與過程。研究發(fā)現(xiàn)：涂敷憎水性涂料的導線和均壓環(huán)不易形成水膜，水滴更容易脫落；項目首次提出導線表面有水滴時其電暈發(fā)展可分為“無電暈區(qū)”、“瞬時水滴電暈區(qū)”、“穩(wěn)定水滴電暈區(qū)”、“導線電暈區(qū)”四個階段；憎水性涂料能有效的改善水滴對導線及均壓環(huán)電暈放電的影響；同時，根據(jù)電場計算結(jié)果，對雨天可能發(fā)生電暈放電的典型設備均壓裝置進行了優(yōu)化設計。本項目的研究對于完善雨天電暈放電機理，減小雨天變電站及輸電線路電暈放電情況具有理論及實際意義。通過本項目的研究，在國內(nèi)外期刊上發(fā)表論文6 篇（SCI 期刊3 篇，EI 期刊3篇），錄用論文2 篇。一人晉升副教授，同時成為國際大電網(wǎng)組織CIGRED1.35 工作組委員；培養(yǎng)博士研究生3 名，碩士研究生3 名，本科畢業(yè)生10 余名。 2100433B

輸電線路及變電站產(chǎn)生電暈的主要原因有：導線及輸變電設備在雨天由于表面附著水滴，導致起暈電壓顯著降低；導線的選擇以及輸變電設備電極結(jié)構設計不合理。目前國內(nèi)外還未見雨天防止輸變電設備及導線起暈的方法研究，且在電場作用下水滴的形變及產(chǎn)生電暈的過程與機理并不明確；目前國內(nèi)外對輸變電設備均壓裝置的優(yōu)化設計沒有考慮水滴的影響，這有可能導致優(yōu)化設計后的設備在雨天會出現(xiàn)電暈放電。本項目在國內(nèi)外首次提出對輸變電設備均壓裝置及導線涂刷憎水性涂料以減少水滴在其表面的聚集，從而改善輸變電設備均壓裝置及導線在雨天的電暈放電的解決思路，利用超高速攝像機及紫外線成像儀等先進手段，在未涂刷及涂刷不同憎水性涂料時，對比研究水滴的附著狀態(tài)、電場分布、水滴的形態(tài)變化、電暈產(chǎn)生的機理與過程，并在現(xiàn)場及實驗室進行電暈特性對比試驗；同時，使用電場計算軟件對起暈電極進行結(jié)構優(yōu)化，并考慮水滴的影響，對優(yōu)化設計方案進行實驗驗證。

電暈損失的研究主要針對220kV以上的交流超高壓和特高壓輸電線路，指標是年平均電暈損失和最大電暈損失。年平均電暈損失關系到線路經(jīng)濟運行。交流輸電線路最大電暈損失關系到電廠是否要補充裝機容量，從實際運行情況看，短距離輸電線路要考慮電暈損失對補充裝機容量的影響，長距離輸電線路電暈損失對補充裝機容量的影響較小。直流輸電線路電暈損失只占線路電阻損耗的很小一部分。

輸電線路電暈損失是指輸電線路電暈放電消耗的能量，簡稱電暈損失。

1911年美國F．W．皮克通過對清潔干燥的導線試驗，最早提出了電暈損失的計算公式。第二次世界大戰(zhàn)后，電暈損失的研究主要集中在戶外實驗場試驗線路段上進行。美國、蘇聯(lián)、加拿大、法國、日本、瑞典和芬蘭等國相繼建立了試驗線路段，開展了測量研究。20世紀60年代中國在北京清河和云南海子頭分別建立了交流330kV試驗線路段，1976年又將北京清河的交流330kV線路段改成交流500kV線路段，進行電暈損失的測量研究。80年代中國在葛洲壩-上海±500kV直流線路上進行了電暈損失的測量研究 。2100433B