（国网河北省电力公司检修分公司 石家庄 050000）
摘要：在科学技术不断进步的背景下，世界各国增加了特高压输电技术研究，希望通过研究促使线路结构得以优化，并促使可靠性和自然功率在线路输送中得以提升，并减少工程施工成本以及大容量单位输电过程中的成本消耗，促使特高压输电线路在应用过程中能够为我国社会经济的运行提供更高的社会效益。本文分析了特高压输电线路电气和电晕特性相关内容。
关键词：特高压输电线路；电气；电晕特性
电气接线复杂，带电导体表面的局部场强很高，极易导致局部放电或电晕。由于作为各种设备联接件的金具结构复杂，形状不规则，相互影响严重，所以简单地增大管径、环径的方法已不能满足特高压变电站运行要求。
一、特高压交流表面场强计算
1.变电构架耐张绝缘子串均压环表面电场情况。根据特高压交流试验基地变电站的变电构架塔形、绝缘子、均压环和导线尺寸，进行三维有限元建模和仿真计算。特高压试验基地变电构架中均压环和屏蔽环管径均为120mm，由表1 计算结果可知，下层变电构架B 相均压环表面场强最大，为306kV/ cm。电晕放电将发生在跑道环的两圆弧部分和圆弧与直线交界处。因此，有必要对变电构架上的耐张串均压环进行优化研究，使之具有良好的电晕特性。
2.隔离开关侧母线金具表面电场情况。在施加最高运行相电压有效值为635 kV 时，隔离开关侧母线、导线、操作杆均压环、开关柱均压环和支柱绝缘子均压环等，最大场强基本在10 kV/cm 左右；隔离开关侧终端球表面场强峰值可达到20.8 kV/cm 左右。因此，隔离开关侧母线金具表面场强最大值出现在终端球上，现有的直径为400mm 的终端球需要进行优化。
3.其它变电金具表面电场情况。变压器侧母线、导线、变压器套管均压环、避雷器均压环和CVT 均压环表面的最大场强均<10kV/cm；变压器侧终端球由于受到变压器套管均压环、避雷器均压环和上方导线的屏蔽，球表面场强为60 kV/ cm，仅为隔离开关侧终端同样直径球表面场强的27%。因此，特高压变电站均压环（球）应根据不同位置和不同连接方式进行具体设计。
二、电场强度在分裂导线表面中的体现
1.经济电流密度在特高压导线当中被电晕放电特性所代替，其中主要的限制性条件包括无线电干扰、电晕可听噪声和电晕功率损耗等。在对电晕进行计算的过程中存在皮克定律，它指出电场强度在一定半径导线表面中的体现可以同起晕电场强度保持一致，此时会促使电晕产生，导线表面以及导线半径共同作用下生成的函数可以对起晕电场强度进行表示。在这种情况下，对特高压输电的电晕特性进行分析，应首先了解电场强度特征在特高压分裂导线表面中的体现。具有效研究表明，余弦规律是子导线表面电场强度在分裂导线当中的分布规律，其分布过程中主要位于圆周位置，可以产生最大值；子导线在分裂导线圆周的不同地点，将产生差距较大的最大值。最大电场强度在不同子导线表面的分布可以求出平均值，被作为平均最大电场强度来对分裂导线表面进行描述。这一平均数同最大电场强度在分裂导线中的体现拥有最大百分之四、最小百分之一的差距。通常情况下，最大电场强度在分裂导线中的体现可以被平均最大电场强度来替换。
2.特高压分裂导线表面中的体现。在分析电晕在特高压线路中的体现过程中，可以将其同超高压线路进行对比，而平均高度基准可以应用地面与导线之间的距离来代替。最大电场强度在线路表面中的体现在计算过程中也可以将地面与线路导线之间的平均距离为准。该平均高度上下一定浮动范围内是导线变化的范围，此时可以产生百分之一左右的电场强度浮动。三分之一弧垂同导线在一个挡距中的最小对地高度之和就是平均高度在导线当中的体现。平均高度可以作为等效进行线路电晕特性。假设特高压分裂导线，其在应用过程中的主要特点为直径乘以子导线数与最大电场强度之间成反比，要想促使分裂导线降低那么可以对子导线数量进行增加，而子导线数量是随着电抗在分裂导线中的变化而变化的。促使子导线在应用过程中的直径和数量增加，都可以对电场强度在特高压线路中的体现进行降低。
特高压分裂导线的电晕特性
1.分裂导线几何参数对电晕特性的影响。大量的超、特高压电晕试验和理论研究表明，分裂导线的电晕现象与其几何参数关系有如下主要规律或特点：
（1）对称均匀分布的分裂导线，因各子导线所处位置不同，表面电场强度有所不同，电晕可听噪声功率、无功电干扰产生函数不相同。底部子导线产生的噪声源比上部子导线大。随着表面电场强度增加，从底部子导线出现局部电晕发展到全部子导线电晕。分裂导线电晕可听噪声功率、无线电干扰产生函数和电晕功率损耗由各子导线的相应量相加而得。
（2）电晕强度，即可听噪声功率、无线电干扰产生函数的大小，随导线表面电场强度增加而加大，并趋于饱和特性。电晕产生的概率和强度的变化规律与分裂导线表面电场变化相一致。
（3）电晕可听噪声、无线电干扰沿线路走廊横向分布基本与从边相垂直投影点算起的距离成反比衰减，且无线电干扰衰减快于可听噪声。可听噪声和无线电干扰之间存在较好的相关性。在雨天，分裂导线的无线电干扰与可听噪声之间存在着1 dB 对应1 dB（A）的线性关系。因此，如特高压分裂导线的几何参数能满足可听噪声的环境限制要求，同时也能满足无线电干扰的环境限制要求。
2.分裂导线设计的基本原理和方法。特高压分裂导线相间距离主要由过电压绝缘配合要求所决定，导线的对地高度由地面电磁场限值和导线弧垂所决定。分裂导线的子导线数和子导线直径及分裂导线直径主要由特高压电晕可听噪声限值决定。一是分裂导线设计的基本原理。特高压分裂导线几何参数设计的原理是：在最高电压下运行时，湿导线”可听噪声将明显减少，小于55dB（A）。晴朗好天气的电晕可听噪声将会比“湿导线”的低，更能满足生态环境要求。二是分裂导线几何参数的确定方法。首先利用电晕试验笼，模拟不同子导线直径的表面最大电场强度及大雨和“湿导线”天气条件。通过试验做出不同直径的子导线大雨可听噪声产生功率统计值随表面电场强度变化的关系或“湿导线”可听噪声产生功率统计值随表面电场强度变化的关系，做出与子导线直径的关系曲线和“湿导线”可听噪声功率与大雨可听噪声功率比值随曲线变化。在上述试验曲线和分裂导线计算的基础上，应用声学原理，包括传播、衰减和叠加原理经反复迭代便可得出满足可听噪声限值要求的分裂导线几何参数。
我国特高压输电技术的研究深入向前发展，其研究成果为我国建设提供了有力的技术支撑。本文对电场强度在分裂导线表面中的体现以及特高压分裂导线表面中的体现进行了分析，充分发挥特高压输电的经济社会效益。
参考文献：
[1] 张广洲，程更生，万保权，等.交流特高压试验线段电磁环境研究[J].高电压技术，2014，34（3）：438-441.
[2]舒印彪，张文亮.特高压输电若干关键技术研究[J].中国电机工程学报，2015，27（31）：1-6.
[3]易辉，熊幼京．1000 kV 交流特高压输电线路运行性能分折[J]．电网技术，2016，30（15）：1-7．
论文作者:吕潇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/28
标签：导线论文; 电晕论文; 电场论文; 表面论文; 强度论文; 噪声论文; 特高压论文; 《电力设备》2017年第2期论文;