特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统_尤少华
高压输电线路电晕放电缺陷的检测方法研究
高压输电线路电晕放电缺陷的检测方法研究摘要：随着电力生产能力和建设水平的不断提高，输电的距离、电压等级和容量显著提高，但超高压等级运行的输电线路极易出现电晕放电现象。
电晕放电会产生高强度的电磁场，会导致线路周围的空气电离，从而出现放电现象，不仅会加速线路的老化，还会引发瞬时短路故障，造成高压输电线路非计划停电。
空气电离产生的电荷在电场强度作用下会快速移动，使电晕放电强度增大，发生电磁波辐射。
目前，国内对高压输电线路的电晕放电检测方法较多，常见的有红外热成像法、紫外成像法、超声电晕探测法、电磁检测法和目视观察法等。
关键词：高压输电线路；电晕放电缺陷；检测方法引言电网规模逐渐扩大，人们对电力负荷的追求日益提升，电力体系中使用到的各类高压设备损坏和故障也在增加，导致对此类情况的预防要求也越来越高，需要紧跟现代化技术的要求。
输电线路与变电站的相关电器设备，在室外环境中运行，在一些特殊情况下，会随着绝缘能力的下降以及结构产生缺陷而出现放电现象。
为此，对电气设备电晕放电现象进行检测，可以实时掌握绝缘出现劣化的情况，并且在事故比较严重的状况发生前，就能够对绝缘状况的危险程度进行判断，以防事故的发生。
电气设备在进行放电时，电晕与局部的放电位置，会向外辐射出大量紫外线。
由此可根据电晕放电以及局部放电的生成，对运行设备绝缘状况进行评估，及时发现设备存在的缺陷，并对其进行适当处理。
1高压输电线路电晕放电机理分析高压输电线路正常工作时导线中流过电流，使线路附近产生电场，导线周围空气中存在着自由电子，自由电子在电场中会受到电场力的作用，电场力使其产生加速度，从而撞击周围空气中的气体原子，自由电子在撞击过程中会积累一定的能量。
如果电场力足够大，达到气体电离的临界值，气体原子中会有新的电子被自由电子撞出，同时，在撞击过程中会有新的离子产生，此时，输电线路附近的空气便开始产生发生电离。
从宏观角度看，电晕放电是气体未被击穿，强电场力作用使气体中的电荷发生移动而产生的放电，在黑暗中可见蓝色的光晕。
高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究
高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究Chen Shaoshuai;Liu Yunpeng;Huang Shilong;Zhou Guangyang;Zhang Zhongyuan【摘要】针对目前我国特高压交流同塔双回输电常用的8×LGJ-630/45导线,基于在西宁市平安县(2 200 m)搭建的特高压电晕笼,系统的研究了8×LGJ-630/45导线在干燥、中雨(6mm/h)、大雨(12 mm/h)及湿导线的条件下的电晕损失,首次获得了实际高海拔点8×LGJ-630/45导线的电晕笼电晕数据.并以1 000 kV特高压交流同塔双回输电工程典型塔型为例,通过有限元计算软件仿真计算电晕笼内导线和实际线路导线表面电场强度,采用电晕损失等效法,计算了在高海拔地区导线的电晕损失,获得了同塔双回输电线路的电晕损失数据.为我国将来在高海拔地区建设特高压交流输电线路导线选型提供了参考依据.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2019(056)003【总页数】6页(P29-34)【关键词】高海拔;电晕笼;电晕损失;交流特高压;同塔双回输电【作者】Chen Shaoshuai;Liu Yunpeng;Huang Shilong;Zhou Guangyang;Zhang Zhongyuan【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TM930 引言特高压对能源互联、“一带一路”战略实施具有重要作用，国家电网公司明确提出，“落实国家‘一带一路’战略部署，加快电网互联互通，建设以特高压电网为骨干网架、输送清洁能源为主导、全球互联互通的坚强智能电网”［1-3］。
而对于1 000 kV特高压交流输电线路，其电晕损失评估关乎线路运行的经济型，是一项重要指标。
尤其在高海拔地区，在同等电压等级下相对于平原地区，电晕损失更为严重［4-5］。
针对不同海拔高度下导线的电晕损失问题，国内学者做了大量研究。
基于电晕笼的特高压导线电晕损耗分析与研究
（ Ｉ ． 广东 省 电力 工 业职 业技 术学 校
５ １ ０ ５ ２ ０ ￣ ２ ． 国 网 电力 科 学研 究 院
［ 摘 要］ 本 文建 立 了特 高压 电晕 笼 内多分 裂导 线 的平面及 三 维仿真模 型 ， 分 别对 两种 模型 下的 多分裂 导 线表面 电场 进行 了仿真 分析 ， 研 究 了特高压 大 电晕 笼 防护段 尺寸对 多分裂导 线表 面场强 的影响 ， 从 而确定 了大 电晕笼 防护段最 佳尺寸 ， 此外， 根 据 电晕 损耗 经验公 式估算 了雨天 线路 的电晕损耗 ， 估 算结果 与实 测数 据相 比较表 明 ， 三维仿 真模 型 比二维仿 真模 型更 接近 实际 工况 ， 估 算结果 误差 小 。 ［ 关键 词］ 特高 压 ， 电晕笼 ， 分 裂导 线 ； 电场 强度 ； 仿真； 电晕损 失 中图分类 号 ： Ｔ Ｍ８ ５ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ４ ０ — ０ ２
当输 电线路 中导 线的表 面场强超过 空气的击 穿场强时 ， 输 电线路上就产 生 电晕 放 电， 导线 附近 区域 的空气 击穿 产 生热 、 光、 可听噪 声和 无线 电干 扰等 现 象， 同 时伴 随着 大量 的能量 损失 ［ １ 】 。 输 电线路 电晕 损耗 是超 特 高压 线 路损 耗的 重要组 成部分 ， 由于 我国特高压 交流 输电会经 过高海拔 、 重污 秽 、 雨雪等特殊 环 境， 在特 殊特殊 条件 下线路 电晕 损耗是 电能 损耗 的主要 因素 ， 因此 输 电线 路 电 晕损 耗仿真 分析 与试验研 究 同样也 是我 国１ ０ ０ ０ ｋ Ｖ 特高压 交 流输变 电工程 的关 键技 术之一 ， 对于特 高压交 流输 电工 程设计和 衡量系统 运行经济 性都具有 重要 的 参 考价 值［ ２ １ 。 电晕笼是 用于研究 输 电线路 电晕损耗 的常用工 具 ， 首先通 过软件仿 真计算 导 线表 面场强 ， 然 后根 据场强 计算结 果等 效得到 电晕 损耗的 测量值 ， 最 后根据 结 构系数及 相关气 象资料估 算实 际运 行线路 的 电晕 损耗 。 该 方法将实 际线路 简 化， 易 于仿 真 ， 但 由于 没有 考虑 电晕笼 结构 ， 导线 长度及 均压环 的影 响 ， 与实 际 线路存 在一 定的差 异 ， 计算结 果缺 乏精确 性 ， 建立更 加精 确的计 算模 型是 目前 研 究 的重点 。 １线 路参 数 本 文主要 分析 ｌ Ｏ ０ ０ ｋ Ｖ输 电线路导 线 的 电晕损 耗 。 双 回１ ０ ０ ０ ｋ Ｖ采用逆 相序 排列 ， 采用八 分裂 导 线。 塔型结 构如 图 ｌ 所示。 计 算 中线路 弧垂考 虑２ ０ ｍ， 双 回１ ０ ０ ０ ｋ Ｖ 线路 下线对 地 平均高 度为 ５ ２ ２ ５ ｍ。 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ 导 线型 号为 ８ ｘ Ｌ Ｇ Ｊ － ６ ３ ０ ／ ４ ５ ， 分 裂 间距４ ０ ｃ ｍ。 分裂 导 线用 间隔棒 固定 。 导 线半径 为 １ ６ ． ８ ｍｍ。 地 线直 径为 ２ ０ ｍｍ。 地 线离 地 平均 高度 为１ ０ ５ ． ６ ｍ［ ３ １ 。 ２研 究 成果
一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统及方法[发明专利]
![一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/341592c5ed630b1c58eeb5e2.png)
专利名称：一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统及方法专利类型：发明专利
发明人：刘元庆,廖敏鹏,袁海文,吕建勋,陆家榆,赵录兴,王国盈
申请号：CN201610600187.8
申请日：20160726
公开号：CN106226603A
公开日：
20161214
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高压交流输电线路电晕损耗测量系统，所述系统包括：高压线上电压测量模块，将测量得到的高压电压信号实时传输至高压线上数据采集模块；电阻传感器，对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块，采用双通道同步采集模式对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块，将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；上位机，对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；以及供电模块，采用蓄电池组供电，保证所述系统可以正常工作。
申请人：中国电力科学研究院,国家电网公司,北京航空航天大学
地址：100192 北京市海淀区清河小营东路15号
国籍：CN
代理机构：北京工信联合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：方艳辉
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高压电网电晕放电实时监测系统课件
数据采集模块将传感器模块输出的模拟信号转换为数字信号，便于后续的数据处理和传输。该模块还具备数据缓 存功能，以应对网络不稳定或数据传输延迟的情况。
通信模块
总结词
用于将数据传输至处理单元的通信模块，支持多种通信协议。
详细描述
通信模块负责将数据采集模块采集的数据传输至处理单元。为了确保数据的实时性和准确性，该模块 支持多种通信协议，如Wi-Fi、4G/5G等。此外，该模块还具备数据加密和安全认证功能，以确保数 据传输的安全性。
高压电网电晕放电实时监测 系统课件
目录
• 系统概述 • 系统架构与原理 • 硬件设备与模块 • 软件功能与实现 • 系统测试与验证 • 实际应用案例与效果分析
01
系统概述
系统定义与功能
系统定义
高压电网电晕放电实时监测系统是一种用于监测高压电网中电晕放电现象的专 用设备，通过实时监测和记录电晕放电的相关参数，为电网的安全稳定运行提 供保障。
05
系统测试与验证
测试环境与方法
测试环境
模拟高压电网环境，包括不同电 压等级、气象条件和地形地貌等 。
测试方法
采用实时监测系统对电晕放电进 行数据采集，对比分析不同环境 下的监测结果。
测试数据与结果分析
测试数据
收集不同电压等级、气象条件和地形 地貌下的电晕放电数据，包括电流、 电压、电磁场强度等参数。
关键技术解析
传感器技术
用于监测电晕放电信号的传感器 是系统的关键部分，需要具备高 灵敏度、高线性度、高稳定性和
低噪声等特点。
信号处理技术
信号处理单元需要对接收到的电信 号进行预处理，如滤波、放大等， 要求处理算法高效、稳定、可靠。
数据分析技术
基于薄膜传感器的电晕损耗在线测量装置
基于薄膜传感器的电晕损耗在线测量装置吕平海;申晨;吴健;耿明昕;樊创;安翠翠;赵亚林【摘要】The current corona measurement method cannot conduct direct measurement for the corona of operating transmis -sion line,the corona loss can be calculated by film sensor's measurement of the current running outside the wire and between the double membranes.The system consists of acquisition front-end based on FPGA,the transmission system based on 3G network and the computer.The measurement device has conducted experiment on 150 kV analog line set up in the laboratory,and the corona loss of transmission line under different voltage grade has been successfully measured.The research shows that the disturbance of using film sensor to measure the corona loss is negligible and the measurement of it is convenient,which is appropriate for the co-rona loss research and transmission line's technical line loss monitoring.%现有的电晕测量方法无法对运行中的输电线路电晕进行直接测量,通过薄膜传感器测量运行导线外双层膜间电流,可计算出电晕损耗量,系统由基于FPGA的采集前端、基于3G网络的传输系统和计算机组成,制作的测量装置在实验室搭建的150 kV模拟线路进行了实验,成功测得不同电压等级下输电线路的电晕损耗.研究表明,利用薄膜传感器测量电晕损耗干扰小、测量方便,适用于电晕损耗研究和输电线路技术线损监测.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】6页(P36-40,47)【关键词】薄膜传感器;电晕;技术线损;在线测量;可编程逻辑阵列;蜂窝移动通讯【作者】吕平海;申晨;吴健;耿明昕;樊创;安翠翠;赵亚林【作者单位】国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100;国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710100【正文语种】中文【中图分类】TM9330 引言输电线路引起的环境问题主要是噪声，而线路电晕噪声占据主要成分[1-2]。
特高压交流试验基地电晕笼装置顺利投入使用
特高压交流试验基地电晕笼装置顺利投入使用
佚名
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2008(34)9
【摘要】2008年5月底，国网特高压交流试验基地内的交流电晕笼装置正式投入使用。
该装置创下了我国同类交流电晕笼中电压等级最高、尺寸最大等多项第一。
【总页数】1页(P2004-2004)
【关键词】试验基地;特高压;交流;装置;电晕;电压等级
【正文语种】中文
【中图分类】TM723;TS529
【相关文献】
1.特高压直流试验基地电晕笼结构设计 [J], 彭敏文;李伟科;崔华
2.特高压交流试验基地1 000 kV设备电晕检测及分析 [J], 汪涛;阮羚;邓万婷;朱昌成;马斌;张致
3.特高压交流试验基地户外试验场项目协调会在汉顺利召开 [J],
4.特高压交流试验基地户外试验场设计评审会顺利召开 [J],
5.特高压交流试验基地电晕噪声抑制 [J], 张广洲;万保权;路遥;张小武;邬雄;杨迎建因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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高电压技术 第36卷第1期 2010年1月31日High Voltage Engineering ,Vol.36,No.1,J an.31,2010特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统尤少华1,2,刘云鹏1,2,万启发2,律方成1,邬 雄2,陈 勇2(1.华北电力大学电气与电子工程学院,保定071003;2.国网电力科学研究院,武汉430074)摘 要:为准确、连续地测量特高压分裂导线电晕损失,对传统的电桥法进行改进并根据特高压电晕笼机械与电气特性,结合光纤传输技术,采用混合型光供电电子式电流互感器测量特高压电晕笼中分裂导线电流;采用电容分压器测量特高压电晕笼导线试验电压。
基于虚拟仪器技术,采用瞬时功率法研制了一套光纤数字化特高压电晕笼电晕损失测量系统,经校验该系统满足0.2级准确度要求,能够较为准确测量电晕笼导线电晕损失。
对晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程用8×L G J 2500/35导线开展起始电晕特性和电晕损失特性试验研究结果表明,在干燥条件下分裂导线起晕场强为27164kV/cm (峰值),正常运行电压下不会出现全线起晕的情况;20mm/h 大雨条件下分别对应特高压交流单回试验线段边相和中相导线表面场强,电晕笼导线电晕损失为50183W/m 和59173W/m ;可以应用该系统进一步研究我国特高压交流输电线路电晕损失规律。
关键词:特高压交流;电晕笼;分裂导线;电桥法;光纤;电晕损失;电子式电流互感器中图分类号:TM835文献标志码:A 文章编号:100326520(2010)0120244206基金资助项目:国家自然科学基金(50707007);国家“十一五”科技支撑计划(2006BAA02A04)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50707007),National Elevent h 2five Year Science and Tech 2nology Supporting Program of China (2006BAA02A04).Corona Losses Measurement System of BundleConductor Using UHV Corona C ageYOU Shao 2hua 1,2,L IU Yun 2peng 1,2,WAN Qi 2fa 2,L ΒFang 2cheng 1,WU Xiong 2,C H EN Y ong 2(1.College of Elect rical &Electronic Engineering ,Nort h China Elect ric Power University ,Baoding 071003,China ;2.State Grid Elect ric Power Research Instit ute ,Wuhan 430074,China )Abstract :In order to measure corona losses of U HV bundle conductor accurately and continuously ,according to me 2chanical and electrical characteristics ,combined with optical fiber transmission technologies ,hybrid optical power of electronic current transformer (ECT )is adopted to measure current of bundle conductors in U HV corona cage ,standard capacitive voltage divider is adopted to measure test voltage of U HV corona cage ,and based on virtual in 2strument technology ,instantaneous power algorithm is adopted to develop an optic fiber digital U HV corona cage corona losses measurement system.Error of voltage measurement and current measurement of this system ,is meas 2ured and calibrated.With regard to 8×L G J 2500/35bundle conductor ,adopted in Jindongnan 2Nanyang 2Jingmen U HV AC Demonstration Project ,onset corona characteristics and corona loss characteristics are researched ,and test results show that ,this system meets the requirement of 0.2level accuracy ,and is able to measure corona loss accurately ;Onset field strength in dry condition is 27.64kV/cm (peak ),whole line in corona wouldn ’t happen in normal operation voltage ,and in heavy rain condition (20mm/h ),according to surface field strength of lateral phase and central phase bundle conductors respectively ,corona losses of bundle conductors in the U HV corona cage are 50.83W/m and 59.73W/m ;And this system can be set up for f urther study on U HV AC transmission line ’s coro 2na losses law in China.K ey w ords :U HV AC ;corona cage ;bundle conductor ;bridge method ;optical fiber ;corona losses ;electronic cur 2rent transformer (ECT )0 引言输电线路电晕损失是我国1000kV 特高压交流输变电工程的主要研究内容之一,对于特高压交流输电线路导线选型,衡量输电线路运行的经济性均具有重要意义。
以往我国特高压交流输电线路的电晕损失测量研究开展较少,多采用国外相关数据进行估算。
各国提供的电晕损失的统计数据和估算公式,主要针对本国具体情况,不完全适用于我国的实际情况。
因此,我国迫切需要开展特高压用分裂导线电晕损失测量研究,应用于我国的特高压交流输电工程建设[129]。
交流导线电晕损失测量方法主要分为两大类:电桥法和低功率因数表法。
其中采用最为广泛的是电桥法,将空气看作待测电介质测量其等效介损角,442由于导线起晕过程中等效介损角不断变化,电晕损失是连续变化的,一般采用自动平衡电桥测量电晕损失。
其余一些方法也基本是由这两大类方法演变而来的。
20世纪60年代美国超高压工程为了将运行电压从500kV提升至最高运行电压770kV,进行了一系列电晕损失、无线电干扰等试验[10]。
美国电力公司(A EP)Vernon L.Chartier, Derrill F.Shankle,Nestor K olcio等人于20世纪60年代末期,采用自动平衡电桥测量电晕损失,将依托Apple Grove750kV超高压工程的775kV试验线段上获得的电晕损失、无线电干扰试验测量数据进行了整理分析,一些数据已应用于美国电力公司(A EP)765kV输电线路的设计建设[11]。
美国通用电气公司、美国爱迪生公司也曾依托美国超高压工程,应用电桥法测量电晕损失,开展过相应的试验研究[12,13]。
加拿大魁北克水电研究所(IREQ)N.G iao Trinh,P.Sarma Maruvada于20世纪70年代初通过电晕笼对人工淋雨条件下(17178mm/h),对多种导线的电晕效应进行了试验研究,采用电桥法测量测量导线电晕损失[14]。
芬兰坦佩雷理工大学(Tampere University of Technology),于20世纪90年代采用电晕笼研究了白霜下导线的电晕损失,将小电晕笼安装在环境气候试验室内,采用自动平衡电桥测量电晕损失[15]。
南非Eskom公司,瑞典输电研究院STRI于21世纪初,采用低功率因数表法对线路电晕损失进行过相应研究[16,17]。
对于我国的电晕损失测量研究,西安高压电器研究所于20世纪80年代,针对龙西线330kV输电工程,在人工气候室内采用高压西林电桥反接法测量导线电晕损耗[18]。
中国电科院,国网电力科学研究院曾于20世纪80年代,通过谐波分析仪,研究过220kV、500kV电压等级电晕损失问题[19,20]。
2008年国网电力科学研究院与华北电力大学采用光电数字化方法对特高压交流单回试验线段电晕损失进行了研究[21]。
对于导线电晕效应研究,相对于试验线段,电晕笼更为经济和方便,具有诸多优点,如:投资费用小、经济有效;试验条件可控性强,可在笼内装备淋雨系统可方便模拟不同雨量的雨天条件;被测线路结构调整方便,可对不同结构和尺寸的导线进行测量;试验方便、试验周期短等。
本文所采用的特高压交流试验基地特高压电晕笼为方形截面,截面边长为8 m,测量段长度为25m,防护段长度为5m,即笼体12电晕笼测量段;22电晕笼防护段;32绝缘支撑;42高精度无感采样电阻;52OPCT16远方模块;62OPCT16本地模块;72IRF2800电容分压器;82T YDZ2200柱状调压器;92工频试验变压器;102传输光纤图1 特高压电晕笼电晕损失测量系统结构示意图Fig.1 Sketch of corona losses measurementsystem structure的总长度为35m[22],安装有人工淋雨系统,可以对单根至12分裂导线开展系统的电晕效应研究。