[发明专利]直流输电线路导线排列方法

说明书

技术领域

本发明属于直流输电工程电磁环境领域，具体地讲是一种缩小线路走廊，改善电磁环境的直流输电线路导线排列方法。

背景技术

近年来我国直流输电线路建设快速发展，直流输电线路周围的电磁环境问题愈来愈引起人们的关注。直流输电线路的电磁环境问题主要考虑直流合成电场、离子流、直流磁场、无线电干扰(包括电视干扰)和可听噪声，等等。从频率上说，这几方面覆盖了从0Hz到上百MHz的范围。

常规的直流线路采用水平排列，当经过人口密集地区时，常规线路走廊的民房拆迁量巨大，使得不仅线路工程本身投资大，而且在设计、施工和运行的全过程的政策处理中，都将会有相当大的难度。所以提出直流输电线路极导线采用垂直排列方式，极导线利用F塔采用垂直排列方案，导线上正下负，以解决走廊紧张问题。但该方法存在电磁环境问题、防雷问题，绝缘配合问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种使直流输电线路的走廊宽度缩小、电磁环境得到改善、防雷问题，绝缘配合问题同时满足要求的直流输电线路导线排列方法。

为了实现上述目的，本发明的直流输电线路极导线利用F塔采用垂直排列方式，其特点是：极导线在F塔上垂直排列的方式为上负下正。

上述方法分析过程是：采用微缩模型对实际的直流线路进行模拟，用直流场磨测量地面合成电场，进行定性分析，计算雷击跳闸率及防雷，对绕击采用电气几何模型；对反击采用EMTP计算程序；

其具体步骤是：

第一步骤：采用缩小尺寸的模型，对水平排列和垂直排列的线路，在实验室进行模拟试验，定性分析；

第二步骤：根据实际线路杆塔及导线尺寸有关资料，对水平和垂直排列方式下的合成场强进行计算；

第三步骤：按照计算和模拟试验的结果，提出导线采用垂直排列，排列方式为上负下正；

第四步骤：根据线路参数，计算雷击跳闸率及防雷，对绕采用电气几何模型，对反击采用EMTP计算程序，从防雷的角度来看，采用上负下正更为有利；

第五步骤：研究极导线垂直排列对直流系统的影响。研究结果表明读直流系统的影响不大。

通过计算和试验所获得的试验数据对比证明，本发明具有较高准确性，可应用于今后直流输电缩小走廊的，改善输电线路合成电场一种方法。

附图说明

图1为本发明的上负下正垂直排列示意图。

图2为本发明合成场强分析采用的导线布置示意图。

图3为本发明场磨原理图。

图4为本发明场磨布置图。

图5为本发明模拟线段在电压2下标称场强图，其中导线直径1.5mm，实线为垂直排列，虚线为水平排列。

图6为本发明模拟线段在电压1下标称场强图，其中导线直径0.17mm，实线为垂直排列，虚线为水平排列。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明的具体分析过程是：

1、直流合成场模拟试验

1.1试验方案

通过模拟试验对合成场强进行定性分析，试验内容包括：1)极导线水平排列(作为比较)；2)极导线垂直排列，正极导线在上；3)极导线垂直排列，负极导线在上。按照实际塔型的1∶20缩小建立模型线段，水平排列的导线按图1-1尺寸建立缩小模型。导线最小对地距离h分别为575mm、800mm、1100mm(对应于实际高度11.5m、16m和22m)。在两导线上分别施加正、负直流电压。模拟导线采用两种形式：直径1.5mm的铜绞线，直径0.17mm的。采用细铜线是为了使导线更易于起晕，从而多产生离子。

测量直流电场必须采用与交流不同的方法进行，试验中利用“场磨”测量直流电场。场磨的基本原理是使测量用的旋转电极和感应电极所形成的电容周期性变化，从而感应电极上的感应电荷发生周期性的改变，形成与调制频率相同的电流信号，以测量方向不变的直流电场(如图3)：

i＝2πfε₀sE

其中：f为调制频率，s为场磨的感应面积，ε₀为介电常数，E为直流电场(如图中所示)。

从下导线地面投影处沿离开线路方向布置场磨，距离为0mm、250mm、470mm、720mm(对应于实际距离0m、5m、9.4m、14.4m)(如图4)。同时对标称场强进行了计算，导线布置也考虑极导线水平排列情况。

1.2试验结果及分析