收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空气湿度对直流电晕放电影响的研究

徐明铭  
【摘要】:实施我国西电东送的能源战略,国家已经投运了多条不同等级的高压和特高压直流输电线路。特高压直流输电需要考虑输电过程中电晕放电的产生。电晕放电不但增加线路的功率损耗,还会导致无线电干扰、可听噪声等一系列的环境问题。随着经济的不断发展,环境问题越来越受到人们的关注,并受到环保法规的严格制约。这就使得电晕放电成为决定直流输电线路结构,影响建设费用的重要因素。我国特高压直流输电线路的输送距离远,工程沿线地形、地貌与气象条件复杂,不可避免地需要经过高湿度地区。因此,研究空气湿度对直流电晕放电的影响具有重要的理论意义和实际意义。 本文针对空气湿度对导体电晕放电的影响进行了深入研究。系统地计算分析了空气湿度对支配电晕放电性质的参数,如电离系数、附着系数、光子吸收系数、电子和离子漂移系数以及电离层半径等的影响。基于对导体电晕起始场强的分解、对考虑湿度的电晕起始场强构成的理论分析和电晕起始场强的模拟计算,研究了Peek公式的修正。结合本文给出的修正的Peek公式,系统地计算分析了湿度对电晕效应的影响。本论文主要包含以下方面的内容和结果: (1)介绍了环境空气的组成和特性以及电晕放电中的电离、附着等物理过程。在此基础上,描述了正、负极性导体电晕放电机理,描述了正、负极性导体电离层中电荷数量密度分布的一维数学模型。 (2)电晕放电的性质与多个参数相关,即电离系数、附着系数、光子吸收系数、电子漂移速度和正离子漂移速度等。因此,空气湿度对电晕放电性质的影响将通过对这些参数的影响来产生。基于对湿空气下的各放电参数相应于干空气和水蒸气的分解,系统地计算分析了空气湿度对各放电参数的影响,得到了这些参数随空气湿度变化的规律,这就是:电离系数随湿度增大,较大的电场强度使这一影响更为显著;低场强下附着系数随湿度增大,高场强下随湿度减小;光子吸收系数随湿度增大;电子和正离子漂移速度分别随湿度增大和减小,大的电场强度使这一效应减小。此外,计算分析了湿度对导体外电离层的影响。结果表明,电离层半径随着湿度的增大而减小。 (3)基于电离层内电荷数量密度一维数学模型,计算分析了湿度对电离层内电流密度的影响,得到以下结果:对于大半径正极性导体,电流密度均随湿度减小,导体表面电场强度的增加使这一效应增强;对于小半径正极性导体,电流密度随湿度的变化基本上呈现先减小后增大的特征。电流密度随湿度减小时,导体表面电场强度的增大使这一效应减弱。电流密度随湿度增大时,导体表面电场强度的增大使这一效应增强。对于负极性导体,电流密度均随湿度增大,且这一效应随导体表面电场强度增大而增大。 (4)汤生第二电离系数是描述负直流电晕放电的一个关键参数。本文研究了不同湿度下,导体表面水分子的吸附对导体逸出功的影响,在此基础上给出了一个考虑空气湿度的汤生第二电离系数的计算方法,应用该方法计算的结果与实验符合很好。这一方法对于考虑导体表面水分子吸附时导体放电的研究具有重要的理论意义。 (5)Peek公式由于它的简单和解析的特点,长期以来一直被用来估计导体电晕起始场强。然而,该公式的局限是未考虑空气湿度的影响。目前,尚未有一个较好地估计考虑空气湿度影响的电晕起始场强的解析表达式。基于对导体电晕起始场强的分解,对考虑湿度的电晕起始场强的构成作了理论分析和推导,结合应用导体电晕起始判据的不同湿度下的电晕起始场强的系统的数值计算,对Peek公式作了修正,分别给出了考虑空气湿度的正极性和负极性导体电晕起始场强计算的修正的Peek公式。基于修正的Peek公式计算的不同湿度电晕起始场强与报道的实验结果符合很好。因此,本文给出的修正的Peek公式为不同空气湿度下的导体电晕起始场强提供了一个有效可行的理论估计。 (6)基于本文给出的修正的Peek公式,系统地计算分析了空气湿度对电晕可听噪声、电晕损耗以及无线电干扰等电晕效应的影响,得到了如下结果。 湿度对电晕可听噪声的影响:对于不同半径正极性导体,大的半径和小的半径下A声计声功率级(PWL)分别随湿度减小和增大。对于不同半径负极性导体,PWL基本上随湿度增加,只是与大半径导体相比,对于小半径导体湿度对PWL的影响更为显著。对于不同半径和不同极性的导体,湿度对Lso声级(SLA)的影响基本一致,即SLA随湿度的增加而增加。 湿度对电晕损耗的影响:对正极性导体,大半径和小半径导体的电晕损耗分别随湿度减小和增大。对于负极性导体,大半径导体的电晕损耗随湿度的增加先减小后增大,小半径导体的电晕损耗随湿度增大。 湿度对电晕无线电干扰水平的影响:正极性导体电晕产生的无线电干扰水平随湿度减小。对于大半径导体以及大的导体表面电场强度,湿度对无线电干扰水平的影响显著。对于小半径导体,这一变化很小,且几乎不受导体表面电场强度的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 姜涛,李明伟,李阳,许根慧,刘昌俊,Baldur Eliasson,Xue Bing zhang;无声放电和电晕放电转化温室气体比较研究[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2002年01期
2 罗来龙;徐晓英;;电晕区中场强分布与伏安特性的研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2006年05期
3 杨建波,生泽泰二,西岛喜代人,王宁;激光诱导法测量电晕放电空间电荷电场[J];高电压技术;1998年03期
4 孙岩洲,邱毓昌,姜惟,赵军良;介质阻挡电晕放电特性的测量与仿真[J];高电压技术;2005年06期
5 徐金华;刘光斌;;基于耦合理论的导弹表面电晕放电研究[J];弹箭与制导学报;2006年S2期
6 胡伟涛;王胜辉;;浅谈紫外检测仪检测电晕放电的影响因素[J];华北电力技术;2009年01期
7 兰生;李玉梅;王笃亭;;水界面电晕放电脱硫脱氮的等离子化学反应研究[J];黑龙江电力;2009年01期
8 唐飞;王晓浩;刘坤;张亮;;敞开式小型线-筒电极负电晕放电离子源(英文)[J];光学精密工程;2009年08期
9 许潇;那日;杨军;刘俊杰;;高压电晕电场放电特性的研究[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2009年05期
10 王成江;夏怀民;;电晕放电声发射现象的试验及分析[J];高压电器;2010年01期
11 程正;崔金灵;万军彪;童军心;周宁;;高压外部电晕放电及其检测[J];江西电力;2010年01期
12 汪德才;郑殿春;张连星;赵文君;王新月;赵大伟;;基于支持向量机的电晕放电模式识别方法[J];黑龙江电力;2010年06期
13 南京达;电晕放电法无损检测技术中检测参数对检测结果的影响[J];哈尔滨工业大学学报;1986年01期
14 郝秀兰;王学仁;刘金成;;丝室与丝管中电晕电流的实验研究[J];哈尔滨科学技术大学学报;1991年03期
15 兰生,贺元吉,董丽敏,杨嘉祥;基于气—水界面电晕放电效应脱硫实验模型的研究[J];哈尔滨理工大学学报;2004年03期
16 孙明;吴彦;;OH自由基提高电晕放电烟气脱硫效率的研究[J];北京理工大学学报;2005年S1期
17 吴祖良;孙培德;李济吾;余权;高翔;骆仲泱;岑可法;;电晕放电同时脱硫脱硝机理研究[J];电站系统工程;2007年03期
18 刘军;李自田;姚鸣晖;李长乐;;紫外相机在电晕检测中的应用研究[J];科学技术与工程;2007年07期
19 汪涛;阮羚;邓万婷;朱昌成;马斌;张致;;特高压交流试验基地1000kV设备电晕检测及分析[J];湖北电力;2007年03期
20 曾常安;熊华;赵建立;;UWB在电力系统应用中抗噪声性能的分析[J];电力系统通信;2007年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙嘉鸿;;微型臭氧气发生器电晕平均功率的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年
2 李杰;张彦彬;吴彦;;电晕放电水蒸气活化脱除烟气中SO_2的实验研究[A];中国物理学会第九届静电学术年会论文集[C];2000年
3 许德玄;;磁电雾化电晕放电低温等离子体及其应用[A];中国物理学会第十一届静电、电磁防护与电磁兼容学术年会论文集[C];2003年
4 于开录;刘昌俊;邹吉军;张月萍;;电晕放电法制备载Pt纳米碳管阵列的研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
5 于开录;;电晕放电法合成载钴碳纳米管的研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
6 王秀云;张康助;戚东涛;;电晕放电法对超高强度聚乙烯纤维的表面处理[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
7 孙明;孙可平;;水自由基在电晕放电技术脱除环境污染物过程中的作用[A];中国物理学会静电专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2006年
8 许德玄;孙大伟;;水雾直流电晕放电在电除尘及气体净化中的应用[A];第九届全国电除尘、第一届脱硫学术会议论文集[C];2001年
9 黄良;吴湘黔;佟刚;肖长青;李朝军;;紫外成像技术在覆冰绝缘子带电检测中的应用[A];2008年抗冰保电优秀论文集[C];2008年
10 黄良;吴湘黔;佟刚;肖长青;李朝军;;紫外成像技术在覆冰绝缘子带电检测中的应用[A];2008年抗冰保电技术论坛论文集(一)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄丽萍;电晕放电与光催化协同净化室内空气研究[D];大连海事大学;2010年
2 米俊锋;磁场、雾化共同作用下电晕放电机理及对微小颗粒荷电与捕集的研究[D];东北师范大学;2010年
3 徐明铭;空气湿度对直流电晕放电影响的研究[D];山东大学;2014年
4 杨树;多针对板电晕微观特性及降低其有害副产物[D];大连海事大学;2011年
5 李杰;提高脉冲放电等离子体烟气脱硫效率的研究[D];大连理工大学;2002年
6 董丽敏;气—水两相流体中电晕放电脱硫脱硝机理的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 于开录;模板法合成一维纳米管阵列[D];天津大学;2004年
8 颜丙勇;碳纳米管电离式气体传感器的基础研究[D];上海交通大学;2006年
9 林赫;直流电晕放电诱导自由基簇射烟气脱硝试验和机理研究[D];浙江大学;2002年
10 李慧青;电晕放电甲醇分解制氢及其模拟研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 兰生;水电协同烟气脱硫脱硝实验研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
2 邢金丽;低温等离子体净化室内VOCs及其应用[D];华中科技大学;2005年
3 唐书凯;高压脉冲电晕放电N_2、N_2+O_2等离子体的分子束质谱诊断研究[D];大连理工大学;2000年
4 闫伶;发射光谱研究多针对板电晕放电激发态O特性[D];大连海事大学;2011年
5 陈鹏;湿式静电除尘器除尘机理的研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
6 夏满银;低温等离子体天然气转化新工艺研究[D];天津大学;2003年
7 胡罡;特高压交流输电线路电晕放电产生的无线电干扰[D];山东大学;2009年
8 周成军;静电冷却干式切削实验研究[D];大连理工大学;2009年
9 李明波;直流电晕放电诱导自由基簇射治理有机废气的实验研究[D];浙江大学;2005年
10 谢波;电晕放电二甲醚分解制氢[D];天津大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 栾海;电晕放电 净化污水新工艺[N];新华每日电讯;2001年
2 晓芸;江苏开发电晕放电型可染性导电纤维及特种面料[N];中国纺织报;2001年
3 黄汝词 马中锋 王慧丽;浅谈输电线路的电晕干扰[N];中国电力报;2005年
4 河南 冯长军;气体放电的分类、特性及应用[N];电子报;2006年
5 主持 梁枫 嘉宾 武汉纺织大学副校长 徐卫林 教授;电晕放电技术易于涤纶上浆退浆[N];中国纺织报;2011年
6 本报记者 张海青;追求康健品质 提供特优服务[N];中国包装报;2006年
7 曾令可 方海鑫;减少陶瓷窑炉烟气中有害废气的方法(之一)[N];中国建材报;2007年
8 武汉科技学院纺织研究所高级工程师 崔卫钢;辐照技术改变传统浆纱工艺[N];中国纺织报;2007年
9 记者 马永刚;奥宗麦克斯为景芝酒业成功净化生产污水[N];中国食品报;2008年
10 ;散热技术继续革命 固态风扇诞生[N];中国电脑教育报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978