特高壓直流耐壓試驗用防風抗暈導線的研究與設計.pdf

1、耐壓試驗導線是特高壓直流耐壓試驗裝置的一部分，哈鄭800kV換流站位于西北地區(qū)戈壁荒漠，氣象條件主要以空氣濕度低、風沙大為特征，致使現(xiàn)場耐壓試驗條件惡劣。通常采用的鋁箔擴徑試驗導線雖然能有效降低導線表面場強，抑制電暈損耗，但在當?shù)貜婏L氣象條件下，存在著導線風荷載過大、嚴重風偏的問題，極大威脅試驗設備和人員安全。亟需研制一種適用于干燥、強風氣候條件下進行特高壓直流輸電設備耐壓試驗用的防風抗暈試驗導線。因此，本文設計了一種特高壓直流耐壓試驗

2、用的新型防風抗暈24分裂導線。
　　該試驗導線的設計主要包含導線電場計算與導線流場特性分析兩個部分，基于改進的模擬電荷法(CSM)，得到了一種適用于計算大分裂數(shù)、較短線長耐壓試驗導線的三維電場計算方法，通過IEEE基準算例驗證了該電場計算方法的可靠性，并進一步與基于二維模型的導線電場計算方法，如逐步鏡像法、馬克特—門格爾法、有限元等方法進行了比較。
　　通過求解空氣—導線流場的二維RANS控制方程，分析計算了單根導線、多分裂

3、導線的流場模式特征及氣動力特性參數(shù)，計算分析了多分裂子導線間的相互干擾、屏蔽效應。基于計算流體力學(CFD)，對該干擾、屏蔽效應的機理進行了分析，通過與文獻中的多分裂導線風洞試驗進行比較，驗證了本文CFD方法的可靠性，計算分析了多分裂導線的導線間距比對導線流場模式特征及導線氣動力特性參數(shù)的指示作用。計算表明，對于多分裂試驗導線，在控制其它設計參數(shù)的情形下，存在子導線間干擾效應最大的臨界導線間距比。
　　基于CSM與CFD，計算了不

4、同分裂數(shù)、子導線直徑、間隔盤半徑、導線間距比的防風抗暈試驗導線在風速場中的流場模式特征、氣動力特性參數(shù)及導線三維電場，以抑制電暈和減小風偏角為導線參數(shù)設計目標，綜合考慮導線的電場—流場特性，確定了試驗導線的子導線直徑、分裂數(shù)、間隔盤半徑等優(yōu)化設計參數(shù)。最終得到該新型防風抗暈試驗導線的設計參數(shù)為分裂數(shù)24、子導線直徑8mm、間隔盤半徑200mm，由于分裂子導線間的干擾、屏蔽效應，導線風偏角得到了顯著抑制，該試驗導線在六級最大風力的設計風速