输电线路及变电站设备防止电晕的机理与方法研究

项目严格按照项目计划书要求展开工作，并达到了相应的目标。本项目在国内外首次提出对输变电设备均压装置及导线涂刷憎水性涂料以减少水滴在其表面的聚集，从而改善输变电设备均压装置及导线在雨天的电晕放电的解决思路，在未涂刷及涂刷不同憎水性涂料时，对比研究了水滴的附着状态、电场分布、水滴的形态变化、电晕产生的机理与过程。研究发现：涂敷憎水性涂料的导线和均压环不易形成水膜，水滴更容易脱落；项目首次提出导线表面有水滴时其电晕发展可分为“无电晕区”、“瞬时水滴电晕区”、“稳定水滴电晕区”、“导线电晕区”四个阶段；憎水性涂料能有效的改善水滴对导线及均压环电晕放电的影响；同时，根据电场计算结果，对雨天可能发生电晕放电的典型设备均压装置进行了优化设计。本项目的研究对于完善雨天电晕放电机理，减小雨天变电站及输电线路电晕放电情况具有理论及实际意义。通过本项目的研究，在国内外期刊上发表论文6 篇（SCI 期刊3 篇，EI 期刊3篇），录用论文2 篇。一人晋升副教授，同时成为国际大电网组织CIGRED1.35 工作组委员；培养博士研究生3 名，硕士研究生3 名，本科毕业生10 余名。 2100433B

输电线路及变电站产生电晕的主要原因有：导线及输变电设备在雨天由于表面附着水滴，导致起晕电压显著降低；导线的选择以及输变电设备电极结构设计不合理。目前国内外还未见雨天防止输变电设备及导线起晕的方法研究，且在电场作用下水滴的形变及产生电晕的过程与机理并不明确；目前国内外对输变电设备均压装置的优化设计没有考虑水滴的影响，这有可能导致优化设计后的设备在雨天会出现电晕放电。本项目在国内外首次提出对输变电设备均压装置及导线涂刷憎水性涂料以减少水滴在其表面的聚集，从而改善输变电设备均压装置及导线在雨天的电晕放电的解决思路，利用超高速摄像机及紫外线成像仪等先进手段，在未涂刷及涂刷不同憎水性涂料时，对比研究水滴的附着状态、电场分布、水滴的形态变化、电晕产生的机理与过程，并在现场及实验室进行电晕特性对比试验；同时，使用电场计算软件对起晕电极进行结构优化，并考虑水滴的影响，对优化设计方案进行实验验证。

电晕损失的研究主要针对220kV以上的交流超高压和特高压输电线路，指标是年平均电晕损失和最大电晕损失。年平均电晕损失关系到线路经济运行。交流输电线路最大电晕损失关系到电厂是否要补充装机容量，从实际运行情况看，短距离输电线路要考虑电晕损失对补充装机容量的影响，长距离输电线路电晕损失对补充装机容量的影响较小。直流输电线路电晕损失只占线路电阻损耗的很小一部分。

输电线路电晕损失是指输电线路电晕放电消耗的能量，简称电晕损失。

1911年美国F．W．皮克通过对清洁干燥的导线试验，最早提出了电晕损失的计算公式。第二次世界大战后，电晕损失的研究主要集中在户外实验场试验线路段上进行。美国、苏联、加拿大、法国、日本、瑞典和芬兰等国相继建立了试验线路段，开展了测量研究。20世纪60年代中国在北京清河和云南海子头分别建立了交流330kV试验线路段，1976年又将北京清河的交流330kV线路段改成交流500kV线路段，进行电晕损失的测量研究。80年代中国在葛洲坝-上海±500kV直流线路上进行了电晕损失的测量研究 。2100433B