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浅析超高压电场的电晕效应及预防措施

作者:pt游戏官网 发布时间:2020-10-31 16:15 点击数:

  (生物物理学专业论文)电晕电场对沙蒿的生物效应及电场介导大豆Gy3基因转入沙蒿的研究

  内容提示:中文科技期刊数据库(全文版) 工程技术 2016 年 12 月 41 229 浅析超高压电场的电晕效应及预防措施 董玉臣 内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司,内蒙古 乌海 01600 摘要:电晕放电是极不均匀电场中所特有一种自持放电形式。超高压电场有较强的电晕效应,电晕效应对电晕无线电干扰、电晕腐蚀、电晕损失等方面产生不利影响。分析影响电晕的因素,要从根本上限制电晕效应,应尽可能的降低带电体周围的电位梯度。在工程实际中采用分裂导线、改善电极形状、采用均压环等方法来抑制电晕效应给电力工业带来的负面影响。 关键词:超高压;电场;电晕效应;预防措施 中图分...

  中文科技期刊数据库(全文版) 工程技术 2016 年 12 月 41 229 浅析超高压电场的电晕效应及预防措施 董玉臣 内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司,内蒙古 乌海 01600 摘要:电晕放电是极不均匀电场中所特有一种自持放电形式。超高压电场有较强的电晕效应,电晕效应对电晕无线电干扰、电晕腐蚀、电晕损失等方面产生不利影响。分析影响电晕的因素,要从根本上限制电晕效应,应尽可能的降低带电体周围的电位梯度。在工程实际中采用分裂导线、改善电极形状、采用均压环等方法来抑制电晕效应给电力工业带来的负面影响。 关键词:超高压;电场;电晕效应;预防措施 中图分类号:TM751 文献标识码:A 文章编号:1671-5519(2016)12-0229-02 超高压(330750kV)电场有较强的电晕效应,凤凰岭电厂 500kV 升压站是内蒙古蒙西电网末端重要的开关站,采用当前流行的一个半断路器交叉接线方式,供电可靠性大大提高;它北连千里山变电站,西接吉兰太变电站,凤凰岭电厂 500kV 升压站于 2010 年 5 月 5 日正式投运,受华北网调和内蒙古中调双重调度。在雨雪、雾天等空气潮湿天气,在升压站经常看到在断路器、隔离开关、母线等带电体周围的强电场区域内会出现一种浅蓝色的晕光,在夜间还可以看到该电极周围有薄薄的发光层,这种现象是由气体放电引起的。由于放电通道呈月晕形状,在极不均匀电场中,会在局部电场较强处先开始放电,称为电晕放电。所以这种特殊放电现象称为电晕放电,简称电晕。电晕放电的电流强度取决于加在电极之间的电压大小、电极的形状、极间距离、气体的性质和密度。电晕放电是种自持放电,它不需要外加电离源来引发和维持放电。输电线路上当导线表面的电场强度 E 超过了空气的击穿强度时,导线表面会产生电晕放电。电晕放电是极不均匀电场中所特有一种自持放电形式。带电体表面开始爆发电晕时的电场强度称为电晕起始场强 Ec,发生电晕的起始电压称为电晕起始电压[1] 。电晕放电会产生光、声、热等效应和化学反应,导致电能损失;电晕放电具有脉冲性,其产生的高频电磁波将对通信系统产生无线电干扰;电晕放电引起化学反应产生的臭氧(O3)及氧化氮(NOx)等物资腐蚀导线和绝缘材料,上述这些现象称为电晕效应。一般在超高压输配电工程上应当力求避免和限制电晕放电。在围绕导线的非均匀电场中,场的散度起着一种附加影响的作用,而且某种污秽质点也会变成产生电晕放电的根源。在实际运行中电晕效应会产生以下不利影响。 1 电晕无线kV 超高压变电站配电装置中,电晕现象比 220kV及以下电气设备明显。500kV 开关站内各种 500kV 电气设备几乎都是电晕无线电干扰源,电晕产生的电晕电流具有高次谐波分量,从而对广播、电视和无线电通信产生一定干扰。为此,电晕无线电干扰是选择导线的重要因素之一,确定分裂导线次导线计算最小直径的控制因素就是电晕无线 电晕腐蚀 当导线表面的气体在强电场作用下发生游离放电时,会使周围空气中产生 NO2 气体,它与导线表面空气中的水雾接触,形成了腐蚀的酸类硝酸,硝酸会在导线表面与铝化合形成硝酸铝等化合物,使铝导线光洁的外表面受到腐蚀,这就是电晕腐蚀现象。但对 500kV 绝缘子,电晕不但会腐蚀绝缘子的金属件,还会在绝缘子表面形成一层半导体氧化膜。降低其绝缘性能,使单个绝缘子的干闪络电压降低约26%-36%,湿闪络电压降低约 40%-46%,生产现场中一般采用在硅橡胶复合绝缘子,并且在变电设备表面涂“RTV 涂料”或加装“防污闪辅助伞裙”。 3 电晕损失 当带电周围的电位梯度达到了足以引起空气分子碰撞游离的数值时,导线上就出现电晕。其实,电晕损失是由于导线在高电压作用下,由电晕形成正负离子群在导线附近往返移动所消耗的能量。电晕损失与导线的几何尺寸、电位梯度、电压和气象条件等因素有关,要精确计算电晕损失是有困难的。试验结果表明:电晕损失与分裂导线根数成比例;电晕损失近似地与电压和导线下侧表面电位梯度的五次方的乘积成比例;大部分水积存在导线下侧,电晕主要集中在此;雨天的电晕损失很大一部分在正常范围内与降雨量的对数成比例;雪、霜天气的线路电晕损失超过雨天的电晕损失。 在实际的生产运行中,对于风雪天气,开始湿雪粘附在导线上使电晕损失增加,当温度下降时,沉积的雪变成干雪而不易粘在导线上,电晕损失随之下降。对于清洁、干燥的导线其稳态工频电晕损失可以用下式平方关系式表示 P=c(U-U 0 )2 式中 P电晕损失,kW; c常数 U导线对地电压,kV(有效值) U 0 电晕起始电压,kV(有效值) 一般设计中总是把导线的电晕起始电压选择得比较高,让 U 0 大于 U,即使 U/ U 0 小于 1,使电晕不易发生。对于凤凰岭电厂 500kV 线路来说,电晕损失在恶劣气象条件下是严重的,它将对电力需要方面产生较大的影响。因此,系统必须发出足够的电或用补充装机的方式以适应最大电晕损失出现的情况[2] 。 4 影响电晕的因素 (1)水滴和表面损伤。当带电导线上的编码电场强度足以克服水滴部门张力时,使圆弧面的水滴变成导电尖端。这种水滴导电尖端与导线表面损伤所形成的尖端一样,是一个强无线电干扰源和电晕损失源。 (2)空气的密度、湿度和空气运动的影响。导线表面的起始电晕梯度与相对空气密度的大小成正比。由于水汽是具有负电性的气体,因此,湿度对导线上的无线电杂音的影响表现在以下两个方面:第一,较高的湿度能吸附电子,抑制电子崩;第二,湿度提高后会有更多的水汽集中在导线表面,从而使漂浮的悬浮微粒更粘和更易于导电。 V 5 500kV 变电站及输电线路限制 电晕效应的措施 通过上述可以得知,电晕效应的产生是由于带电体表面及周围空间的电位梯度过大使周围空气游离放电发生电晕引起的,限制电晕最有效的方法是改进电极的形状,增大电 水利电力 230 2016 年 12 月 41 极的曲率半径,如采用均压环、屏蔽环;要从根本上限制电晕效应,应尽可能的降低带电体周围的电位梯度。 (1)采用分裂导线。 在某些载流量不能满足要求的场合,可采用空心的、薄壳的、扩大尺寸的球面或旋转椭圆等形式的电极。目前,500kV 母线及线路为了改善导线周围的电场分布,普遍采用分裂导线。分裂导线的等效直径比单根次导线要大,因而可以降低导线周围的电位梯度,有效地限制电晕。 (2)改善电极形状。 带电体周围的电位梯度和带电体的形状有关。带电体实际上是具有一定电位的电极,电极的曲率越大,则电极周围的场强就越高,电位梯度也就越大。最有效地限制电晕的方法是增大电极的曲率半径,提高气体间隙的击穿电压,从而改善电极周围的电场分布,降低电极周围的电位梯度。电极表而应尽量避免毛刺、棱角等,以消除电场局部增强的现象。如凤凰岭电厂的升压站的 I、II 母及两台主变高压侧的过渡母线采用空心薄壳扩大尺寸的旋转椭圆面或球面等形状。 (3)采用均压环、屏蔽环。 对改善电极形状有困难的设备可采用均压环。在 500kV升压站绝缘子串上,为了改善沿串的电场分布和防止绝缘子链端金具上的电晕,采用附加保护金具实际上对某些电气设备的高压出线头、连接导线的端头也经常采用均压环等来改善其周围空间的电场分布,进而减小或限制这些特殊部位的电晕效应。 (4)选择耐电晕性能较好的绝缘材料。 不同的绝缘材料.其耐电晕特性一也各不相同.低密度聚乙烯在电晕产生 100h 后就会绝缘失效,可见.绝缘材料的耐电晕性能至关重要。在常用绝缘材料中,硅橡胶、PVC、聚四氟乙烯都是很好的耐电晕材料。在保证当地电网留有适当裕度的前提下选取绝缘子的种类、伞形和爬距,安装高质量的硅橡胶复合绝缘子[3] 。 (5)建章立制,定期清试。 完善防污闪管理体系,定期对输变电外设备外绝缘表面的盐密测量、污秽检查和运行巡视,最大程度的降低输变电设备的污闪跳闸率,避免因凤里线和凤吉线因污闪跳闸导致蒙西网末端解环。利用升压站停电检查的时机,应当进行局部放电的测量,对产品进行局部放电试验,测定局部放电的各项指标,对放电现象进行分析,改进设计产品结构。尽量减少空气隙的存在[4] 。 6 结论 尽管电晕放电给电力生产带来诸多不利影响,但在某些特定场合下,充分利用电晕放电的有利的一面可以趋利避害。可利用电晕制造高速打印饥、漂白装置,利用电晕放电净化工业废气、制造净化水和空气用的臭氧发生器,发展静电喷涂技术和高压电除尘等等。因此,研究电晕的基本过程具有重要的实用价值和光明前景。 参考文献 [1]张一尘.高电压技术[M].中国电力出版社,2000.410-11. [2]余虹.500kV 变电站过电压及安全技术[M].中国电力出版社,2007.421-22 [3]郭秉义,赵长青.电气设备试验方法知识与题解[M],中国电力出版社,2009.6260-261. [4]全国电力工人技术教育供电委员会编.变电运行岗位技能培训教材(500kV)[M],中国电力出版社,1997.6292-299. 作者简介:董玉臣(1976),男,内蒙人,大学本科 工程师,注册安全工程师,监理工程师,从事火电厂管理工作。 (上接第 228 页) 记录工作。做出相应的应对处理,提出整改意见,并逐级落实到各个相牵连的部门之中,并实施动态化的监督与管理,直至最终满足于标准要求。 2.5 电气资源节约设计 随着城市现代化进程的加快,人们对建筑物的服务水平提出了更高的要求,加剧建筑能耗的增多。目前,很多大城市都开始推行奢华住宅,每户的用电消耗大大高于普通用户。现代的空调供冷供热系统的不断普及,将给国家的资源带来严重负担。电气设计的目的就是为了降低电能消耗,从而达到资源节约环保的效果,电气资源节约应严格参照适用、可行、资源节约的原则进行设计。 (1)供配电系统的资源节约。供配电系统的资源消耗分为变压器功率损失和电线损失两种。为减少变压器的空载损失,设计时应采用资源节约型变压器,可以有效地减少涡流损失和漏磁损失。为减少电网输送电能中的功率损失,可以采取优化电线路径、减少电线的供电半径等措施减少电线)照明系统的资源节约。照明系统在建筑电气资源消耗中占有很大比重,应在保证照明质量和要求的前提下,适当减少光能的损失、提高光能的利用率。采用的措施有选择高光效的光源、高性能的电器附件、选择恰当的照明方式以及优化方案比选。建筑电气的资源节约设计,不管是从供配电系统、照明系统,或者是用电设施,都可以采取相应的措施。为保证电气“节电能、降电耗”的资源节约设计,正确理解和执行国家、行业、地方标准,在电气设计中正确的进行选用资源节约产品,推广资源节约灯具和高效电气,从而达到线 结论 提高建筑电气规划水平,是提高建筑工程质量、提升居民生活水平的重要措施。建筑电气规划是建筑规划的一个重要部分,然而这方面的工作却并没有得到和其他工程一样受重视的地位。文章对建筑电气规划中存在的一些问题进行了探讨,并提出了相应措施。 参考文献 [1]朱鹏飞.建筑电气工程中的质量问题及控制对策[J].江西建材,2014(24):227. [2]秦尚成.刍议建筑电气工程工程中强电的工程与优化规划[J].电子制作,2014(23):280-281. [3]张文礼.关于建筑电气规划工程与结构相关问题的讨论[J].深圳土木与建筑,2014(01):52-53.


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