[发明专利]利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法

说明书

本发明提供一种利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法，包括步骤在于：S1：发现覆冰条件下输电线路沉积放电的形式与沉积放电效应，提出覆冰环境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。可减少60％以上的覆冰，有效预防输电线路冰雪灾害。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法。

背景技术

防止电网冰雪灾害是一大国际难题，为减轻冰雪灾害对输电线路造成的影响，确保安全顺利输送电能，国内外进行了各种除冰、融冰技术研究。目前，提出的融冰方法有几十种，按其工作原理一般分为四类：热力融冰、机械除冰、自然被动除冰及其他方法。机械除冰不易操作；自然被动除冰效率低；交流短路融冰技术在低电压等级线路上应用较为成熟，但不适合500kV以上高电压等级线路。直流融冰方法是一种有效的可解决电网冰灾的重要手段，直流融冰方法从技术上可适应于各级电压等级的不同导线截面的线路，也可以根据不同的应用条件可以采用不同形式、不同容量直流融冰装置，但是直流融冰需要使融冰线路停电，退出运行和接入融冰需要较为复杂的操作和较长的时间，直流融冰装置极其笨重，占地面积大，成本高昂。要应对各种类型的冰冻灾害和地形、地理以及电网的特性，除了采用交直流短路融冰技术之外，亟需采用一些更为先进、简单、经济的技术措施和方法。

研究发现，输电线路覆冰积雪条件下会发生沉积放电效应，沉积放电现象通过感应电荷和极化作用，使靠近导线的水珠和雪花远离导线或者消散在空气中。因此，输电线路沉积放电效应能一定程度上减少输电线路覆冰积雪，但不能消除输电线路覆冰积雪。然而，根据电网冰灾成灾机理，只有输电线路覆冰厚度超过临界值才会引起杆塔倒塌、断线或者闪络跳闸事故，所以利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法是一种切实可行的除冰方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用沉积放电主动防御输电线路冰灾的方法。

本发明提供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：发现了覆冰条件下输电线路沉积放电的形式与沉积放电效应，提出了覆冰环境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。

进一步，所述步骤S1包括：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；

进一步，步骤S2包括: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；

进一步，步骤S3包括: