雨后的高压直流线路,导线表面的水滴有着怎样的蒸发特点?

雨后的高压直流线路,导线表面的水滴有着怎样的蒸发特点?

由于高压架空输电线路采用的基本都是裸露的钢芯铝绞线,下雨时导线表面会附着大小不一的水滴(www.suiL.cn)。降雨时水滴对导线表面电场有两方面的影响:一是水滴填充入绞线的凹陷处,使得整个绞线表面形状更趋于平滑,从而使得导线表面电场更小;二是水滴附在导线凸起部分的表面,由于水滴的曲率半径比导线半径小得多,因而会使得导线的表面电场更大。

当降雨非常小且刚开始降雨时,导线表面的雨滴颗粒非常小且不足以覆盖整个导线表面,整体效果会使得导线的表面电场增大;当降雨进一步增大或降雨较长时间后,导线表面被水膜全部覆盖且没有形成明显的水滴,此时导线表面的凹陷处也被填充,此时的导线表面电场比干导线时的表面电场更小;当降雨较大时,导线表面不仅被水膜覆盖而且形成水滴后,其表面电场应该比干导线更大。

充分淋湿后的湿导线表面随着时间的推移将是一个逐渐变化的过程,刚停止喷水时,导线表面整个被水膜覆盖,且导线正下方充满了水滴,如图1所示,正常情况下要很长时间才能变成干导线。

图1 导线淋雨后挂着水滴

但在本试验中,每次试验中的导线加压顺序均是先高压再逐渐降低电压,直至起晕电压以下。当导线表面有水滴的情况下进行加电试验时,起晕后会有三种作用效果使得水滴尽快掉落:

①水滴尖端的电场较大,在粘附力、电场力和重力的综合作用下,水滴会被拉伸拉长,从而使得水滴更易脱离导线;②由于导线发生电晕放电从而使得导线发生剧烈的振动现象,因而很容易被震动掉;

③由于浅川效应的缘故,水滴在电场力作用下的“蒸发”速度更快,从而加速水滴体积的减小程度。因而导线表面的水滴会比自然状态下更容易更快地离开导线表面,水滴干掉后的导线如图2所示。

②由于导线发生电晕放电从而使得导线发生剧烈的振动现象,因而很容易被震动掉;③由于浅川效应的缘故,水滴在电场力作用下的“蒸发”速度更快,从而加速水滴体积的减小程度。因而导线表面的水滴会比自然状态下更容易更快地离开导线表面,水滴干掉后的导线如图2所示。

图2 导线上已无水滴

三重效应共同作用下,导线表面的水滴很快就离开导线,但此时导线表面仍然被水膜覆盖,导线表面电场仍比干导线小,因而此时的电晕放电程度仍比干导线小。

随着时间的推移,导线表面凸起部分电场较大,且与外界的接触面更大,因而更早地蒸发掉,最后才是更不易蒸发掉的导线表面凹陷处水膜,由于凹陷处的电场较小,且与外界接触面较小,因而需要非常长的时间才能彻底干掉。

本文摘编自2020年《电工技术学报》增刊2,论文标题为“淋雨后高压直流导线电晕产生的可听噪声特性”,作者为刘元庆、杨晓洪 等。

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