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 國網嘉興供電公司

在我國經濟與社會快速發展的今天，我國環境污染問題的嚴重性日漸加劇，這一問題不僅直接影響著我國民眾的身體健康，對于我國電力事業的發展也會造成不小的負面影響，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。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行了具體研究，希望能夠為我國電力事業的相關發展帶來一定幫助。

霧霾；直流輸電線路；離子流場

前言

近些年我國各地頻發的霧霾問題具備著范圍廣、強度大以及時間長等三方面的特點，這些特點使得霧霾對我國民眾的身心健康造成了極為負面的影響，而對于我國直流輸電線路來說，霧霾天氣也會對其安全運行造成不小的負面影響，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行具體研究的原因所在。

1.霧霾天氣對離子流場的影響機理

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時，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，就會出現霧霾顆粒荷電化，這就使得本文所進行的研究需要對輸電線路電暈產生的正負離子于荷電后的霧霾顆粒進行綜合考慮。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與數百種大氣顆粒物共同組成的產物，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生荷電。據筆者調查得知，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，這時我們就可以忽略擴散荷電帶來的影響[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度的影響，結合自身工作經驗與相關文獻資料，筆者發現這一影響主要來源于懸浮霧滴在輸電導線表面形成凝露、輸電導線表面附近的電場變化產生的極化力作用吸引懸浮微粒物附著導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算方法

想要進行霧霾天氣下離子流場分布計算，我們就必須對霧霾天氣做出一定假設，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、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準球形且充分分離、霧霾顆粒中的懸浮霧滴和懸浮顆粒物相互不影響，而結合這些假設，我們就可以完成具體的霧霾天氣下離子流場分布計算，介于篇幅原因這里不對這一計算進行詳細論述。

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，通過計算，筆者得出了17.4kV/cm這一起暈場強，并得出了霧霾天氣下面合成場強分布與離子流密度分布，這一結果顯示霧霾天氣地面合成場強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

結合上文中展開的研究，筆者認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等三個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，而結合這些原因與上述研究，我們能夠發現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和離子流密度增大[3]。

5.結論

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，筆者詳細論述了霧霾天氣對離子流場的影響機理、霧霾天氣下的離子流場分布計算方法、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的計算進行表述，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，而結合這一研究，筆者建議我國相關機構建立模擬霧霾天氣的人工氣候實驗室，這樣就能夠更為深入的進行這類問題的研究，將霧霾對我國電力事業的影響降到最低。

[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].電工技術學報,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].中國電機工程學報,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].中國電機工程學報,2010,07:125-130.