2.国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 黑龙江哈尔滨 150030；
3.国网黑龙江省电力有限公司黑河供电公司黑龙江 黑河 164300）
摘要：本文为解决难以方便、有效地在线监测输电线路电晕损耗的问题，采用了金属化膜法进行输电线路电晕损耗的测量，此方法通过在输电导线表面包裹金属化膜来达到分离电晕泄漏小电流和负载大电流的目的，结果表明该方法对于测量电晕损耗是可行的。该方法实用性强，既可以测量交流空载输电线路的电晕损耗也可以测量带有负载的交流输电线路电晕损耗。
关键词：输电线路；电晕损耗；金属化膜法；测量
引言
高压输电线路电晕是在输电过程中产生能量损耗的主要因素，电晕损耗的计算一直是电力行业内的一个重点和难点，目前为止，虽然已经总结出了一些经验性的电晕损耗计算公式，但尚未有通用、实用的测量方法对输电线路的电晕损耗进行精确测量[1]。本文采用金属化膜法作为输电线路电晕损耗的监测方法，该方法实用性强，既可以测量交流空载输电线路的电晕损耗也可以测量带有负载的交流输电线路电晕损耗。高压输电线路进行电晕损耗研究，对合理确定线路的设计参数、保证线路经济可靠运行、节省超高压工程建设投资、满足环境保护要求等具有重要的价值和实际意义[2]。
1 测量线路电晕损耗的金属化膜法
在一段架空输电线表面包裹带镀金属膜的绝缘薄膜。这种薄膜一面是导电的金属层，一面是绝缘聚丙烯层，将绝缘层贴到输电线路上、导电的金属薄膜朝外时，导电的输电线路、绝缘的聚丙烯、导电的金属薄层就构成了一个电容，通过此电容可以分离出电晕泄漏电流。金属化膜包裹的导线结构示意图如图1所示。
1—分裂导线，2—金属化膜的绝缘层，3—金属化膜的导电层，
R—采样电阻
图1 金属化膜包裹的导线结构示意图
长距离的输电线路相当于一个无线发射天线，使用金属薄膜将放电产生的高频信号通过采样电阻分离出来[3]。电晕放电是空气电离的过程，可以从高频辐射的角度测量电晕的损失，电晕放电的波段从低频到高频的各个波段，向周围环境释放能量的过程。
金属化膜对于有载输电导线，它承担了两个作用，一个向负荷输送大电流所表示的电能；一个通过周围空气释放电荷形成相对很小的泄漏电流，这时要直接从有载导线流过的合成大电流中提取出相对很小的泄漏电流是非常困难的。而金属化膜法就将有载输电导线承担的双重作用分离开了，金属化膜所包裹的输电导线向负荷输送电能，输电导线外部的金属镀层则向周边空气释放电荷。对于空载输电导线，它只通过周围空气释放电荷形成相对很小的泄漏电流。所以这时可用首端电阻法来测量泄漏电流，并计算出电晕电流和损耗。这时金属化膜法的效果和首端电阻法应是一致的，当然金属化膜法得到的是短距离的电晕参数，可通过线路长度变换计算出整条空载线路的电晕参数。线路空载时，无其他功率消耗，电晕放电为主要功率损耗，通过测量线路的功耗来验证输电线路放电电晕的损耗[4]。
2 无线测量系统
无线测量系统如图2所示，输电线高频放电信号的功率通过射频功率计测量，然后通过4G等无线方式传输到服务器，采集的数据通过TCP/IP网络协议传输。由于输电线不能与高压塔架有连接，否则有安全隐患，故采用无线方式。高压塔上不能有外接电源，采用高压线感应取电的供电方案，为控制板及采集卡供电。
图2 测量系统
无线测量系统还可实现如下功能：
（1）可以在输电线电晕测量系统中加入温、湿度、振动等传感器，形成一套输电线路综合监控系统，并能评价环境因素对输电线路电晕损耗的影响。
（2）对66kV-750kV等不同电压等级线路进行电晕测量，在多次实验中总结出电晕损耗的规律性，并建立电晕损耗的数学模型，用于评价输电网的电晕损耗情况。
（3）建立电晕监控的云平台系统，管理区域内各电晕监控点。
3 结论
本文针对高压输电线路电晕损耗测量进行了以下几个方面的研究：
（1）提出了用于输电线路电晕损耗在线监测的金属化膜法，根据测得的金属镀层的泄漏电流、导线电压可计算出电晕电流和损耗等数据。本方法不仅适用于空载还适用于有载线路。
（2）提出了输电线电晕无线测量系统，评价输电网的电晕损耗情况，并能评价环境因素对输电线路电晕损耗的影响。
本文提出的方法将用于对有载线路进行长时间监测，对各种季节和气候条件下输电线路的电晕损耗进行跟踪监测，以期获得输电线路电晕损耗与气候条件的统计学规律。该方法对实际运行线路电晕损耗测量具有实用性，为输电线路设计和输电线路电晕损耗计算提供借鉴。
参考文献：
[1] 刘云鹏．尤少华，万启发，等．特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现[J]．高电压技术，2008，34（9）：1797-1801．
[2] 尤少华，刘云鹏，万启发，等．特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统[J]．高电压技术，2010，36（1）：244-249．
[3] 唐剑，杨迎建，李永双，等．特高压交流输电线路电晕效应的预测方法，I：可听噪声[J]． 高电压技术，2010，36（10）：2679-2686．
[4] 邢丽娜．特高压输电线路电晕损失的分析计算[D]．保定：华北电力大学，2007．
论文作者:孙大为1,朱广城2,张健3
论文发表刊物:《河南电力》2018年12期
论文发表时间:2018/12/3
标签：电晕论文; 线路论文; 测量论文; 金属论文; 导线论文; 电流论文; 输电线论文; 《河南电力》2018年12期论文;