张瑞文 毛金 王岢
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摘要：特高压输电线路是指+800kV及以上的直流电和1000kV及以上交流电的电压等级输电线路，在超高压输电的基础上发展而来。该类线路能实现大功率的中、远距离输电，以及远距离的电力系统互联，建成联合电力系统。因为其工作的特殊性，特高压输电线路具有特殊的电气和电晕特性，所以对其进行分析具有重要的现实意义。
关键词：特高压；输电线路；电气；电晕
1特高压输电线路电气特性
1.1特高压输电线路电气参数特性
在特高压输电线路方面，结构参数高是特高压输电线路的特性，为了能保证足够的电气限距和间隙，特高压输电线路的结构参数相对较高，吨位大、片数多、绝缘子串较长、塔头尺寸较大且杆塔高。目前国内直流特高压电压等级达到了±1100kV，交流特高压达到了1000kV，随着电压等级的提高，结构参数也随之增大，输送容量也随之大幅度增加，达到了11000MW，因此特高压输电线路电场的强度特别高，为保证供电的经济性、电磁环境以及流通能力等一系列要求，特高压输电线路均选择分裂导线。
在特高压输电线路运行环境方面，特高压输电线路过长，输送距离非常大，例如±1100kV淮东-华东工程长度达到了约3200多公里，从新疆到安徽贯穿多个省份，由此可见多数特高压已经贯穿了我国东西、南北之间。由此带来特高压输电线路沿线经过的地势复杂，气象环境多变，气候也时常处于恶劣的情况，我国中南部分地区属于输电线路事故高发地段。另外，高海拔地区会出现较为明显的立体气候、微气象以及微地形等复杂情况。
1.2特高压分裂导线表面电场强度特性
1.2.1电场强度在分裂导线表面中的体现
经济电流密度在特高压导线当中被电晕放电特性所代替，其中主要的限制性条件包括无线电干扰、电晕可听噪声和电晕功率损耗等。在对电晕进行计算的过程中存在皮克定律，它指出电场强度在一定半径导线表面中的体现可以同起晕电场强度保持一致，此时会促使电晕产生，导线表面以及导线半径共同作用下生成的函数可以对起晕电场强度进行表示。在这种情况下，对特高压输电的电晕特性进行分析，应首先了解电场强度特征在特高压分裂导线表面中的体现。据有效研究表明，余弦规律是子导线表面电场强度在分裂导线当中的分布规律，其分布过程中主要位于圆周位置，可以产生最大值；子导线在分裂导线圆周的不同地点，将产生差距较大的最大值。最大电场强度在不同子导线表面的分布可以求出平均值，被作为平均最大电场强度来对分裂导线表面进行描述。这一平均数同最大电场强度在分裂导线中的体现拥有最大百分之四、最小百分之一的差距。通常情况下，最大电场强度在分裂导线中的体现可以被平均最大电场强度来替换。
电场强度在分裂导线中的体现可以通过多种计算方法来进行计算，不同计算产生的结果能够进行对比。现阶段，最基本的计算方法被认为是多导线镜像法，可以将精确的计算应用于电场强度在分裂导线中的体现。C1=B1/W，这是等效电容，能够对单位长度线路进行表示，电场强度在分裂导线中的体现可以在这一计算方法下得出结果，同时这一方法在使用中是最为简单实用的。而这一结果是近似结果，在计算以后应同精确法计算的结果进行对比，针对特高压输电线路而言，二者之间的比值不可以超过百分之二。同时，平均电场强度在逐个导线中的体现可以应用EA来表示，其同EM即最大电场强度之间的关系可以通过以下公式来表示:EM=EA[1+r/A(N-1)]。
1.2.2特高压分裂导线表面中的体现
在分析电晕在特高压线路中的体现过程中，可以将其同超高压线路进行对比，而平均高度基准可以应用地面与导线之间的距离来代替。最大电场强度在线路表面中的体现在计算过程中也可以将地面与线路导线之间的平均距离为准。该平均高度上下一定浮动范围内是导线变化的范围，此时可以产生百分之一左右的电场强度浮动。三分之一弧垂同导线在一个挡距中的最小对地高度之和就是平均高度在导线当中的体现。平均高度可以作为等效进行线路电晕特性。假设EM是特高压分裂导线，其在应用过程中的主要特点为直径乘以子导线数与最大电场强度之间成反比，要想促使分裂导线降低那么可以对子导线数量进行增加，而子导线数量是随着电抗在分裂导线中的变化而变化的。促使子导线在应用过程中的直径和数量增加，都可以对电场强度在特高压线路中的体现进行降低。
2特高压输电线路分裂导线的电晕特性
2.1基本特征
电晕指带电体表面在气体或液体介质中发生局部放电的现象，是极不均匀电场中所特有的电子崩流注形式的稳定放电。电晕常发生在110kV以上输电线路上，能产生臭氧、氧化氮等物质。特高压输电线路的电晕，其损耗可能达到普通高压线路的4倍以上。而且当电晕产生后，往往会在后续线路的工作中持续存在，随着干扰函数的持续扩大，无线电信号会越来越弱，甚至达到不可辨识、不可捕捉的饱和状态。本质上看，电晕的产生并不是电力系统运行问题，而是由其基本属性决定的，这也意味着尝试解决电晕带来的负面影响，必须从可听噪声抑制、无线电千扰等基本问题的直接原因处入手，强调通过设计上的优化，应对电晕问题。
2.2影响因素
对称均匀分布的分裂导线，因各子导线所处位置不同，表面电场强度有所不同，电晕可听噪声功率、无功电干扰产生函数不相同，一般底部最强；电晕强度直接受电场强度影响，电晕发生率直接受电场强度影响，且上述影响均呈现典型的正相关；子导线数目的增加、子导线半径的增加，均可降低电晕的强度，子导线半径和数目的变化，对电晕发生率的影响较小；特高压输电线路的额定工作电压，对电晕的发生率和强度存在直接影响，线路电压越强，电晕的发生率越高，强度也越大，但这种变化又受到其他因素的破坏，并非完全呈现正相关。运行环境对特高压线路电晕情况的影响较为直观，晴朗干燥天气下，输电线路电晕发生率很低，强度较弱；强降水天气，电晕的发生率较高，强度也较大；大雾和降雪等湿度较大的天气环境下，电晕发生率和强度最大。
2.3控制建议
在实际工作中，需要结合工作进行分裂导线的布局设计，要求在条件允许的情况下，适当降低主导线的半径，增加子导线的数目的半径。参数的确定一般要求利用电晕试验笼，以当地实际用电需要为基础，构建一个虚拟化的实验系统，分别调整输电线路各类参数进行模拟，获取最佳工作参数。如可听噪声方面，应用声学原理，包括传播、衰减和叠加原理经反复迭代，可得出满足可听噪声限值要求的分裂导线几何参数。1000kV线路的导线几何参数为:三相导线水平排列，子导线直径336mm、8×JL/G-630/45分裂导线；三相导线三角形排列，子导线直径318mm、8×JL/G-560/45分裂导线。建设地点的选取方面，一般特高压线路需要建立在市郊等处，使其远离居民居住区、商业活动区，降低电晕对通信活动的干扰，同时应避免将系统建立在湿气较大的环境中，如河流、湖泊等处，选取阳光较为充足的开阔地带为宜。
3结束语
在现代电力系统中，特高压输电线路具有突出作用，对其电气和电晕特性的研究，可通过理论为系统工作的优化提供参考。因此本文对其进行了深入的探究。
参考文献
[1]陈杉杉，贺恒鑫，邹妍晖，等，雷云电场作用下+1100kV特高压直流输电线路电晕空间电荷分布特征的仿真研究[J].高电压技术，2018，44(04):1367-1376.
[2]王贯字，邢丽丽，高压输电线路电晕放电可听噪声信号检测系统设计与实现[J].电子器件，2017，40(04):918-924.