电晕现象当导线表面的电场强度超过空气的电离强度时,在输电线路导线表面的气体分子发生电离,形成自激导电,进而产生电晕放电,是一种自持放电形式。通常,输电线路的选择,应使其在最大工作电压下,导线表面最大场强不超过电晕的起始场强。然而,由于机械损伤(毛刺、擦伤)、污秽(油滴、固体微粒)、降水(水滴、露、雪、雨、冰霜),使导线表面变得粗糙,从而导致局部电场强度增加,使得在电压远比表面无损伤的清洁导线自持放电起始电压低的情况下,在导线上产生电晕放电现象。
电晕放电会带来许多不利影响。例如,放电过程中的光、声、热等效应及化学反应;由于电压较高时,流柱不断熄灭和重新爆发,会出现放电的脉冲现象,形成高频电磁波,引起干扰;还能使空气发生化学反应,生成臭氧及氧化氮等产物,引起腐蚀。
电晕干扰一、电晕干扰的种类。输电线路的干扰可分为两种:一是输电线路辐射的无线电干扰。这种干扰是指输电线路在运行中,由于导线、金具、绝缘子所产生的电晕放电和间歇性的火花放电,对收音机和发射站的天线产生干扰;二是沿线路传播的干扰信号,破坏高频道正常运行工作。
二、电晕干扰的具体危害和限制方法主要有以下几方面。
电晕噪音。超高压和特高压输电线路上出现电晕噪音,主要发生在雨雪等坏天气里,由于水滴碰撞或凝聚在导线上而产生大量的电晕放电,每次放电都发生爆裂声。电晕放电产生的杂乱无章的脉冲噪音能引起人们的烦恼。大雨时产生的电晕噪音最大,但大雨时可容许的电晕噪音比雨后和雾天容许的电晕噪音大得多,一般以雨后湿导线或雨天电晕噪音水平L50作为衡量的基础,以线路走廊边缘电晕噪音的大小作为控制标准。由输电线路架设实践可知,在噪音水平设计值相同的情况下,同规格的导线,相同的路径,采用分裂导线时产生的噪音小;同规格的导线,架设方式相同,而路径不同,产生的噪音也不同。因此,超高压输电线路的噪音不仅与导线横截面有关,而且与线路路径等因素有关。为减小电晕噪音,通常采用增加导线直径和数目的方法,但建设费用将随之增加。目前,有关部门正研究用分裂导线最佳排列方式代替对称排列,以减小电晕噪音。
电晕杂音。输电线路电晕放电产生的高频电磁场,所引起的电波杂音即电晕杂音,对无线电的正常信号产生很大干扰。由于输电线路延伸很长,而无线电发射波的电场不是沿输电线路统一变化的,再由于各国气候、地理环境及人民生活水平不同等原因,对容许的干扰值的要求也不一样。在坏天气时要完全避免无线电干扰,在经济上是行不通的。为了降低干扰,现在广泛采用分裂导线,在个别地方,收音机或电视机干扰太大时,最经济的办法是换收音机或改进接收天线。
电晕干扰的影响因素导线半径的影响。架空输电线路的电晕取决于导线表面的电场强度,而电场强度又与导线半径有关。由物理学场强公式可知,导线半径越大,其表面场强越低,越不容易产生电晕,这样电晕引起的干扰就越小。
导线表面状况的影响。一条新架设的输电线路,在其导线表面通常有许多明显不规则处,其粗糙系数和起始电压都比较低。由于考虑经济性,输电线路通常设计成在正常运行时接近于起始电晕,故噪音和无线电噪音都较大,表面不规则处电晕形成的自由电荷引起的局部离子轰击,能磨蚀掉铝导线表面的毛刺,而且能帮助除去蜘蛛网、鸟类和其他电晕源。由此可见,导线老化可明显地降低电晕强度,同时也可降低干扰。
天气和大气污染的影响。由于无线电干扰与电晕的起始电压有直接影响,所以,天气和大气污染对无线电干扰有重要影响。在晴天时,较强的干扰电平多半在夏季出现,因为夏季空气密度要比冬天低些,根据实测结果,干扰强度的大小与降雨强度成正比。在大风大雨时,干扰电平急剧上升,随后,导线完全被淋湿时,干扰电平的变化就随之变的很弱了,这时彼此之间的衰减系数也就没有什么区别了,当下雨停止后,由于导线上的灰尘被清洗干净,这时干扰电平也因而降低。当出现浓而潮湿的大雾时,若单从干扰观点来说,它基本与小雨时相同;而小雾天气与晴天时的干扰电平也是相同的。但是,若线路有一段通过空气被严重污染的工业区,那么无线电干扰电平将显著升高。通常,在空气清净且其密度比较大的地区,无线电干扰比较低。
由此可见,电晕放电是一种自持放电形式,电晕放电除引起能量损失外,还会产生干扰。架空输电线路电晕干扰的影响因素很多,主要有导线半径、导线表面状况及大气条件等,所以在建设超高压和特高压输电线路时,应考虑导线电晕,并采取有效措施限制或消除电晕放电。与无线电设备的最小距离与无线电通信收信中心的距离。按传统规定,输电线路距有关单位2千米。
与导航台的距离。各类导航台的频率,均属高频,对这样高的频率,输电线路所产生的电晕干扰将很快衰减到背景水平(5分贝),要求距离可小于400米,按传统要求,距离为2千米。
与无线电发射台的距离。输电线路从发射台附近通过时,理论上对其发射台的信号会有不同程度的屏蔽或使其波形畸变等影响,因而要求与线路保持一定距离。输电线路的电晕所产生的辐射干扰,由于横线路方向急剧衰减,50米以外的干扰水平就可降低一半,再与发射台较强的信号场强相比,其干扰就可忽略不计。
与收音机、电视机的距离。由电晕干扰水平和干扰频率的关系可知,收音机主要受导线电晕干扰,电视机主要受火花干扰。所以,解决输电线路对收音机、电视机的干扰,多采用控制线路走廊范围的方法。
| 信息来源:中国电力报 |
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