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  • 頭條雨后的高壓直流線路,導線表面的水滴有著怎樣的蒸發特點?
    2021-06-02 來源:《電工技術學報》  |  點擊率:
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    導語當導線表面有水滴的情況下進行加電試驗時,起暈后會有三種作用效果使得水滴盡快掉落。

    由于高壓架空輸電線路采用的基本都是裸露的鋼芯鋁絞線,下雨時導線表面會附著大小不一的水滴。降雨時水滴對導線表面電場有兩方面的影響:一是水滴填充入絞線的凹陷處,使得整個絞線表面形狀更趨于平滑,從而使得導線表面電場更小;二是水滴附在導線凸起部分的表面,由于水滴的曲率半徑比導線半徑小得多,因而會使得導線的表面電場更大。

    當降雨非常小且剛開始降雨時,導線表面的雨滴顆粒非常小且不足以覆蓋整個導線表面,整體效果會使得導線的表面電場增大;當降雨進一步增大或降雨較長時間后,導線表面被水膜全部覆蓋且沒有形成明顯的水滴,此時導線表面的凹陷處也被填充,此時的導線表面電場比干導線時的表面電場更小;當降雨較大時,導線表面不僅被水膜覆蓋而且形成水滴后,其表面電場應該比干導線更大。

    充分淋濕后的濕導線表面隨著時間的推移將是一個逐漸變化的過程,剛停止噴水時,導線表面整個被水膜覆蓋,且導線正下方充滿了水滴,如圖1所示,正常情況下要很長時間才能變成干導線。

    雨后的高壓直流線路,導線表面的水滴有著怎樣的蒸發特點?

    圖1 導線淋雨后掛著水滴

    但在本試驗中,每次試驗中的導線加壓順序均是先高壓再逐漸降低電壓,直至起暈電壓以下。當導線表面有水滴的情況下進行加電試驗時,起暈后會有三種作用效果使得水滴盡快掉落:

    ①水滴尖端的電場較大,在粘附力、電場力和重力的綜合作用下,水滴會被拉伸拉長,從而使得水滴更易脫離導線;②由于導線發生電暈放電從而使得導線發生劇烈的振動現象,因而很容易被震動掉;

    ③由于淺川效應的緣故,水滴在電場力作用下的“蒸發”速度更快,從而加速水滴體積的減小程度。因而導線表面的水滴會比自然狀態下更容易更快地離開導線表面,水滴干掉后的導線如圖2所示。

    ②由于導線發生電暈放電從而使得導線發生劇烈的振動現象,因而很容易被震動掉;③由于淺川效應的緣故,水滴在電場力作用下的“蒸發”速度更快,從而加速水滴體積的減小程度。因而導線表面的水滴會比自然狀態下更容易更快地離開導線表面,水滴干掉后的導線如圖2所示。

    雨后的高壓直流線路,導線表面的水滴有著怎樣的蒸發特點?

    圖2 導線上已無水滴

    三重效應共同作用下,導線表面的水滴很快就離開導線,但此時導線表面仍然被水膜覆蓋,導線表面電場仍比干導線小,因而此時的電暈放電程度仍比干導線小。

    隨著時間的推移,導線表面凸起部分電場較大,且與外界的接觸面更大,因而更早地蒸發掉,最后才是更不易蒸發掉的導線表面凹陷處水膜,由于凹陷處的電場較小,且與外界接觸面較小,因而需要非常長的時間才能徹底干掉。

    本文摘編自2020年《電工技術學報》增刊2,論文標題為“淋雨后高壓直流導線電暈產生的可聽噪聲特性”,作者為劉元慶、楊曉洪 等。

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