架空输电线路中的电晕效应是什么?
架空输电线中的电晕效应
在架空输电线路上出现紫色的辉光、嘶嘶声和臭氧气体的产生现象,称为**电晕**。
当在架空输电线的两根导体之间施加非常高的电压,并且导体之间的间距远大于其直径时。当施加的电压超过某个值(称为临界破坏电压)时,导体周围会环绕着一层微弱的紫光,这就是所谓的电晕效应。
在实践中,电晕效应伴随着嘶嘶声、臭氧产生、功率损耗和无线电干扰。传输电压越高,发光包络就越大越亮,功率损耗和无线电干扰也越大。如果施加的电压达到击穿值,则由于空气绝缘击穿,导体之间会发生闪络。
如果输电导体经过抛光且表面光滑,则紫光将沿导体长度均匀分布,否则粗糙点会显得更亮。
对于直流输电线路,两根导体的电晕辉光外观存在差异,即正极线周围有均匀的电晕辉光,而负极线则呈现斑点状辉光。
影响电晕损耗的因素
大气物理状态和输电线路的状况会影响电晕现象。影响架空输电线路中电晕损耗的因素如下:
**大气** – 由于电晕损耗是由于导体周围空气的电离形成的。因此,大气的物理状态会影响电晕损耗。在暴风雨天气中,离子的数量比正常情况多,因此与晴朗天气相比,电晕在较低的电压下发生。
**线路电压** – 电晕损耗受线路电压的影响很大。如果线路电压低,则导体周围空气的状态没有变化,因此不会发生电晕。但是,如果线路电压非常高,以至于在导体表面产生了静电应力,使周围空气变得导电,则会发生电晕效应。
**导体间距** – 如果导体之间的间距与它们的直径相比非常大,则可能不会出现任何电晕放电。这是因为导体之间的大间距降低了导体上的静电应力,这有助于避免电晕的形成。
**导体尺寸** – 电晕损耗也受导体形状和尺寸的影响。粗糙不平的表面会产生更多的电晕损耗,因为导体表面不平整会降低击穿电压的值。因此,绞线导体具有不规则的表面,因此比实心导体更容易产生电晕效应。
减少电晕效应的方法
在实践中,人们观察到电晕效应在 33 kV 或更高的线路电压下发生。因此,应仔细设计架空输电线路以避免在 33 kV 或更高电压下出现电晕损耗,否则高度电离的空气可能会导致线路绝缘子或线路导体之间发生闪络,从而对设备造成相当大的损坏。
用于减少电晕效应/电晕损耗/电晕放电的方法如下:
**增大导体尺寸** – 通过增大导体尺寸,可以减少架空输电线中的电晕效应。通过增大导体尺寸,发生电晕的线路电压会增加,因此电晕损耗会大大降低。因此,这是架空输电线中使用具有较大横截面积的铝芯钢绞线 (ACSR) 导体的原因之一。
**增大导体间距** – 导体之间的大间距降低了导体上产生的静电应力,从而避免了电晕的形成。因此,通过增大导体之间的间距,发生电晕的线路电压会升高,从而可以降低电晕效应。但是,导体之间的间距不能增大太多,否则支撑结构的成本会变得非常高,这在经济上是不划算的。