張 睿 國網(wǎng)嘉興供電公司

霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素

張 睿 國網(wǎng)嘉興供電公司

在我國經(jīng)濟(jì)與社會快速發(fā)展的今天，我國環(huán)境污染問題的嚴(yán)重性日漸加劇，這一問題不僅直接影響著我國民眾的身體健康，對于我國電力事業(yè)的發(fā)展也會造成不小的負(fù)面影響，長期暴露在霧霾天氣下的架空輸電線路，就是這一影響的最直觀表現(xiàn)。為此本文就霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素進(jìn)行了具體研究，希望能夠?yàn)槲覈娏κ聵I(yè)的相關(guān)發(fā)展帶來一定幫助。

霧霾；直流輸電線路；離子流場

前言

近些年我國各地頻發(fā)的霧霾問題具備著范圍廣、強(qiáng)度大以及時(shí)間長等三方面的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得霧霾對我國民眾的身心健康造成了極為負(fù)面的影響，而對于我國直流輸電線路來說，霧霾天氣也會對其安全運(yùn)行造成不小的負(fù)面影響，為了解決這一影響，正是本文就霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素進(jìn)行具體研究的原因所在。

1.霧霾天氣對離子流場的影響機(jī)理

為了較好的完成本文就霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素展開的研究，我們首先需要了解霧霾天氣對離子流場的影響機(jī)理。

1.1 霧霾天氣對空間電荷的影響

在霧霾這一惡劣天氣出現(xiàn)時(shí)，空氣中會存在大量霧霾顆粒，這些霧霾顆粒在直流輸電線路的影響下，就會出現(xiàn)霧霾顆粒荷電化，這就使得本文所進(jìn)行的研究需要對輸電線路電暈產(chǎn)生的正負(fù)離子于荷電后的霧霾顆粒進(jìn)行綜合考慮。霧霾是霧與霾的總稱，我們可以將其視作微小水滴和冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)與數(shù)百種大氣顆粒物共同組成的產(chǎn)物，而由于霧霾顆粒是一種典型的懸浮微粒，這就使得霧霾顆粒在碰撞荷電的過程中就能夠產(chǎn)生荷電。據(jù)筆者調(diào)查得知，1～2為霧霾懸浮顆粒物的平均密度懸，浮霧滴的粒徑普遍大于1，這時(shí)我們就可以忽略擴(kuò)散荷電帶來的影響[1]。

1.2 霧霾天氣對離子遷移率的影響

1.3 霧霾天氣對電暈放電強(qiáng)度的影響

在了解了霧霾天氣對離子遷移率的影響后，我們還需要了解霧霾天氣對電暈放電強(qiáng)度的影響，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)文獻(xiàn)資料，筆者發(fā)現(xiàn)這一影響主要來源于懸浮霧滴在輸電導(dǎo)線表面形成凝露、輸電導(dǎo)線表面附近的電場變化產(chǎn)生的極化力作用吸引懸浮微粒物附著導(dǎo)線表面燈兩方面原因所致[2]。

2.霧霾天氣下的離子流場分布計(jì)算方法

想要進(jìn)行霧霾天氣下離子流場分布計(jì)算，我們就必須對霧霾天氣做出一定假設(shè)，即霧霾顆粒中懸浮霧滴和懸浮顆粒物處于靜止的均勻分布狀態(tài)、懸浮霧滴和懸浮微粒荷電方式均為電場荷電、霧霾顆粒的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球形且充分分離、霧霾顆粒中的懸浮霧滴和懸浮顆粒物相互不影響，而結(jié)合這些假設(shè)，我們就可以完成具體的霧霾天氣下離子流場分布計(jì)算，介于篇幅原因這里不對這一計(jì)算進(jìn)行詳細(xì)論述。

3.不同污染程度霧霾下的離子流場分布

為了能夠完成對不同污染程度霧霾下的離子流場分布研究，筆者以某±800kV特高壓直流輸電線路為例，通過計(jì)算，筆者得出了17.4kV/cm這一起暈場強(qiáng)，并得出了霧霾天氣下面合成場強(qiáng)分布與離子流密度分布，這一結(jié)果顯示霧霾天氣地面合成場強(qiáng)與離子流密度隨著污染程度的增加而增大。

4.霧霾天氣下離子流場的影響因素

結(jié)合上文中展開的研究，筆者認(rèn)為霧霾顆粒中的懸浮霧滴和懸浮顆粒物荷電、霧霾顆粒對直流輸電線路空間內(nèi)的離子遷移率影響、霧霾顆粒影響輸電線路表面的起暈場強(qiáng)等三個(gè)方面是霧霾天氣對直流輸電線路離子流場分布造成影響的主要原因，而結(jié)合這些原因與上述研究，我們能夠發(fā)現(xiàn)霧霾天氣使得電暈程度和空間電荷密度增加，造成了地面合成場強(qiáng)和離子流密度增大[3]。

5.結(jié)論

在本文就霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素展開的研究中，筆者詳細(xì)論述了霧霾天氣對離子流場的影響機(jī)理、霧霾天氣下的離子流場分布計(jì)算方法、不同污染程度霧霾下的離子流場分布、霧霾天氣下離子流場的影響因素，雖然受篇幅限制本文為對詳細(xì)的計(jì)算進(jìn)行表述，但這一系列論證也能夠清楚的表明霧霾對直流輸電線路離子流場分布造成的種種影響，而結(jié)合這一研究，筆者建議我國相關(guān)機(jī)構(gòu)建立模擬霧霾天氣的人工氣候?qū)嶒?yàn)室，這樣就能夠更為深入的進(jìn)行這類問題的研究，將霧霾對我國電力事業(yè)的影響降到最低。

[1]楊帆,代鋒,羅漢武,劉澤輝,會燕,李賢良.霧霾天氣下的直流輸電線路離子流場分布特性及其影響因素[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2016,12:49-57.

[2]趙永生,張文亮.霧對高壓直流輸電線路離子流場的影響[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,13:194-199.

[3]魯非,葉齊政,林福昌,龍兆芝,謝靜,李倩.雨滴對高壓直流輸電線路地面離子流場的影響[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2010,07:125-130.