[发明专利]利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法

权利要求书

1.一种利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：发现覆冰条件下输电线路存在一种新的电晕放电形式及其与沉积放电效应，提出覆冰环境下输电线路沉积放电产生的电场强度在16～18kV/cm；

S2：根据输电线路电压等级、输电线路输送的经济电流密度和负载强度，按照沉积放电产生的导线表面电场强度设计输电线路导线表面场强；

S3：根据沉积放电场强选择输电线路导线半径r，使半径为r的输电线路导线周围场强在非覆冰条件下满足电晕起始电压的控制条件，并且使所述抑制输电导线在覆冰条件下产生沉积放电的电晕效应，且其沉积放电电晕效应满足输电线路抑制导线覆冰的要求。

2.根据权利要求1所述的利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，其特征在于：在自然试验基地进行导线带电覆冰时发现在覆冰积雪条件下输电线路会产生沉积放电现象，即在覆冰积雪条件下雪花、过冷却雨滴在接近带电导线且并未碰撞导线时，由于极化作用产生的一种非接触式外来质点消散型放电现象，该现象的产生会使导线覆冰量减少；所述沉积放电效应为质点趋近导线表面时，在导线表面引起局部电场变化；通过感应作用，质点两端出现极性相反的电荷；由于这种感应电荷的作用，使电场强度提高，并引起放电；当质点通过放电通道，一经与导线接触，质点就带与导线相同极性的电荷；由于同极性电荷的相斥，质点就迅速退离高场强区。

3.根据权利要求1所述的利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，其特征在于：通过在“野外科学观测研究站”架设各种结构形式的输电导线，施加电压使其导线表面场强达到预设值，利用野外观测研究站的自然覆冰条件，对所述输电导线进行覆冰观测试验，观察不同输电导线表面电场强度对导线周围沉积放电的影响，试验发现沉积放电产生的电场强度为16～18kV/cm。

4.根据权利要求1所述的利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，其特征在于：根据导线材料和最大负荷利用小时数，确定经济电流密度(J)。根据输电线路电压等级(U)和线路输送容量(P)，计算出每相电流(I),不考虑传输效率，I＝P/(3U)；根据输电线路输送的经济电流密度和每相电流，确定导线总截面(S)，S＝I/J，该值可作为导线总截面选择的参考基数，从而为选择导线型号提供参考；按照沉积放电产生的导线表面电场强度16～18kV/cm，设计输电线路导线表面场强E。

5.根据权利要求1所述的利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，其特征在于：步骤S3根据沉积放电场强选择输电线路导线半径r包括:

S31：采集目标输电线路的覆冰条件、导线离地高度等结构特性参数；

S32：计算目标输电输电线路单位长度导线对地平均电容，其中，所述目标输电线路单位长度导线对地平均电容采用如下方法计算，

其中，C表示目标输电线路单位长度导线对地平均电容，ε₀表示空气介电常数，H表示输电导线离地高度，r表示输电导线半径；

S33：根据所述产生沉积放电的电场强度，计算目标输电线路的导线半径(r)，所述半径为r计算采用如下方法：

其中，r表示利用沉积放电抑制输电线路导线覆冰的半径(mm)，C表示目标输电线路单位长度导线对地平均电容(μF)，U表示目标输电线路额定电压(kV)，ε₀表示空气介电常数，E表示所述产生沉积放电的电场强度(16～18kV/cm)。