大氣顆粒物對高壓直流導線離子流場影響及應用研究.pdf

1、電暈放電引起的離子流場是反映特高壓直流輸電線路電磁環(huán)境的重要參數(shù)，它與離子流密度、無線電干擾、可聽噪聲等物理量共同決定著輸電導線的類型、對地高度、極間距、分裂間距與走廊寬度等線路設計指標。我國北方地區(qū)的特定季節(jié)出現(xiàn)了灰霾天氣?；姻仓械拇髿忸w粒物將因特高壓直流輸電線路的電暈放電而發(fā)生荷電，進而對輸電線路離子流場和離子流密度產(chǎn)生影響。本文通過顆粒物存在時離子流場的建模計算，以及對直流導線離子流場的測量實驗，研究了大氣顆粒物的質量濃度、粒徑、

2、介電常數(shù)等物理量對離子流場的影響機理和規(guī)律。
　　首先，研究了電暈放電產(chǎn)生的空間電荷對地面離子流場測量準確性的影響，以及直流電場儀探頭對其周圍離子流場的畸變規(guī)律。通過計算和測量獲得了平行電極間離子流場、離子流密度、空間電荷密度的分布規(guī)律，得到了空間電荷對直流電場儀測量準確性的影響程度。提出了圓柱坐標系內(nèi)離子流場的通量有限元方法，計算了離子流場在直流電場儀表面的分布，定量分析了直流電場儀對離子流場的畸變規(guī)律，并通過實驗加以驗證。提出

3、了一種與電場儀配合使用的附加電極的設計方案，可明顯抑制電場儀周圍離子流場的畸變。通過理論計算和實驗測量驗證了附加電極的有效性。
　　其次，分別提出了在平板電極和圓柱電極內(nèi)的直流離子流場中測量大氣離子遷移率的兩種方法，并將所提方法應用于含顆粒物空氣的等效離子遷移率的測量研究。建立了室內(nèi)封閉實驗室，在其中搭建平板電極的電暈放電實驗平臺，定量研究了燃香煙塵顆粒的質量濃度改變時，空氣與燃香煙塵顆粒所組成的混合體系的等效遷移率的變化規(guī)律。<

4、br>　　再次，提出了計算離子流場的上流邊界元方法，用來精確計算場域邊界或電極表面的電場強度。使用邊界單元和上流單元分別求解Poisson方程和電流連續(xù)性方程，迭代計算離子流場大小和空間電荷密度。通過離子流場的測量實驗對所提計算方法的有效性進行驗證。
　　最后，在離子流場的上流邊界元算法中計入顆粒物的場致荷電和擴散荷電效應，通過實驗和計算獲得了大氣顆粒物的質量濃度、粒徑、介電常數(shù)對高壓直流導線離子流場的影響機理和規(guī)律。在室內(nèi)封閉實