专利名称：高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法
技术领域：
本发明涉及一种金具起晕电压海拔校正方法，属于输电线路高电压技术领域，特别涉及一种基于特高压交流试验基地环境气候试验室内开展的模拟海拔下金具电晕放电特性试验，采用指数形式拟合的校正方法，可用于高海拔330kV交流输电线路设计与优化研究校正计算。
背景技术：
影响高压输电线路金具电晕起始电压因素有很多，如电极形状及其表面光滑程度、污秽程度等，以上为内部因素，在开展金具电晕试验前，可以通过人为因素将这些影响减到最小。另外，电晕放电会受到周围大气条件，如空气密度、温度、湿度、风力等外部因素影响，其中空气密度影响相对较大，海拔高度越高，空气密度越小，空气中电子平均自由行程越长，电晕起始电压或起始电位梯度越小，且电晕放电水平或电晕强度会越大，从而电晕产生可听噪声和无线电干扰越大。进行高海拔输电线路设计时，需考虑海拔因数影响，利用合适海拔校正方法选择能够满足高海拔运行要求的设备尺寸。
目前，还没有关于起晕电压大气校正的国家标准和行业标准，S卩如何将非标准大气条件下电气设备的起晕电压值换算到标准大气状态下。而起晕电压的海拔校正方法， 即将低海拔地区实验室的试验结果校正到高海拔地区，也只限于交流线路用的金具与绝缘子。但各种方法对实际试验结果校正因数偏差较大，其中国家标准GB/T2317. 2-2008提出的方法将环境气候室500m、1500m、2500m、3500m、4300m下5个模拟海拔点试验数据校正后 (500m模拟海拔校正因数为1)，与19m模拟海拔下实测数据对比得出校正误差< 10%。国家标准GB/T775. 2-2003对模拟海拔点试验数据校正后，校正误差在4300m模拟海拔下均超过 15%，其中屏蔽环校正误差最大，达到22. 1 %。国际标准IEC60071-2 1996中方法校正后， 校正误差在4300m模拟海拔下误差均超过10%，其中屏蔽环校正误差最大，达到18. 0%。由此可见，现有国家、国际标准推荐方法不适合作为通用的海拔校正方法。
现有技术中涉及到这方面的专利文献，例如专利号为200910219317. 3的发明专利申请一种750kV输电线路导线起晕电压高海拔修正方法，提出的海拔修正形式，仅仅是对于导线的起晕电压海拔修正方法，而不是金具的海拔修正方法。在金具的起晕电压海拔修正方法这一领域，尚未有文献公开此方面的技术。
有鉴于此，有必要提供一种高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法，以330kV 输电线路金具为说明对象，根据不同模拟海拔点试验结果提出满足0-4300m海拔校正需求的校正方法。发明内容
本发明的目的是为了提供适用于高海拔地区330kV交流输电线路金具海拔校正因数计算方法，提出满足实际运行需求的设备尺寸和设计依据，同时为金具优化和改进工作提供基础数据和参考。
本发明的技术方案是一种高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法，所述校正方法包括如下步骤
1)按照交流金具电晕试验标准布置方法，将交流输电线路金具布置在模拟输电线路上，通过开展金具电晕放电特性试验，获得金具的电晕起始电压特性曲线；
2)根据电晕起始电压特性曲线，以模拟低海拔点试验电压值作为参考值，将不同模拟海拔点下金具电晕放电电压值除以参考值，得到不同模拟海拔点下校正因数Ka;
3)将步骤2中求得的校正因数ka带入公式(1)中
Ka = aebH/100°..................(1)
其中，Ka为海拔校正系数；a、b为待求系数；e = 2. 718 ；H为海拔高度，单位为米；
4)对应不同结构形式电气设备计算出相应待求系数，取各系数算数平均值后计算得出a、b的值；再将a、b的值带入步骤3的公式(1)中，得到海拔校正因数指数形式数学表达式，采用此表达式即可用于高海拔金具起晕电压海拔校正。
本发明的有益效果是提供高海拔地区330kV交流输电线路金具海拔校正因数计算，提出满足实际运行需求的设备尺寸和设计依据，同时为金具优化和改进工作提供基础数据和参考。
图1是不同模拟海拔高度下屏蔽环起晕电压试验结果。
图2是不同模拟海拔高度下防振锤起晕电压试验结果。
图3是不同模拟海拔高度下间隔棒起晕电压试验结果。
图4是不同模拟海拔高度下悬垂线夹起晕电压试验结果。
图5是采用指数形式拟合方法将金具起晕电压随海拔高度变化关系进行拟合的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
本发明提供的高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法，是一种基于特高压交流试验基地环境气候试验室内开展的模拟海拔下金具电晕放电特性试验数据，采用指数形式拟合的校正方法，可用于高海拔330kV交流输电线路设计与优化研究的海拔校正计算。
所述方法基于大量模拟高海拔条件下试验数据，通过指数形式的曲线拟合得到。
通过在特高压交流试验基地环境气候实验室开展可见电晕试验，选择耐张屏蔽环、钟罩式防振锤、音叉式防振锤、间隔棒和悬垂线夹5种不同类型330kV交流输电线路典型金具作为被试品，各试品起晕电压试验结果见图1-图4所示。
从不同模拟海拔高度下金具起晕电压和海拔高度关系曲线中看出，随着海拔升高，起晕电压呈下降趋势，且不同类型金具均呈现相同规律。鉴于此，为说明方便，本发明在分析总结大量试验数据基础上，以屏蔽环起晕电压随海拔高度变化规律研究适用于不同金具的通用海拔校正算式。
本发明的高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法的具体实施步骤如下
1)按照交流金具电晕试验布置方法，将交流输电线路金具布置在模拟输电线路4上，通过开展金具电晕放电特性试验，获得金具的电晕起始电压特性曲线；
2)根据电晕起始电压特性曲线，以模拟低海拔点试验电压值作为参考值，将不同模拟海拔点下金具电晕放电电压值除以参考值，得到不同模拟海拔点下校正因数Ka;此处试验是以模拟19m海拔点试验数据作为基础，将环境气候室500m、1500m、2500m、3500m、 4300m下5个模拟海拔点试验数据除以19m下试验数据，得到不同模拟海拔点下校正因数 Ka ；
3)由此得到海拔校正因数Ka与模拟海拔高度H之间关系曲线，采用指数形式拟合方法将金具起晕电压随海拔高度变化关系进行拟合，拟合结果见图5所示。从拟合曲线可以看出，采用指数形式对试验数据拟合效果较好。
4)对金具海拔校正因数分析时采用指数拟合形式开展研究。根据拟合曲线表达式并经适当变换，给出海拔校正因数指数拟合形式数学表达式为
Ka = aebH/100°
其中，Ka为海拔校正系数；a、b为待求系数；e = 2. 718 ；H为海拔高度。
5)对应不同结构形式电气设备可以计算出相应待求系数，取各系数算数平均值后得出a，b的值。此处试验数据得到a = 1. 004,b = 0. 087。带入相应系数后海拔校正因数指数形式数学表达式为
Ka = 1 · 004e0.087H (H 在 0_4300m 之间)
采用该表达式后，通过对比分析试验结果的校正误差可知，校正误差绝对值可以控制在5%以内，校正结果优于现有国家、国际标准中推荐的海拔校正方法，推荐工程参考使用。
权利要求
1. 一种高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法，所述校正方法包括如下步骤1)按照交流金具电晕试验标准布置方法，将交流输电线路金具布置在模拟输电线路上，通过开展金具电晕放电特性试验，获得金具的电晕起始电压特性曲线；2)根据电晕起始电压特性曲线，以模拟低海拔点试验电压值作为参考值，将不同模拟海拔点下金具电晕放电电压值除以参考值，得到不同模拟海拔点下校正因数Ka;3)将步骤2中求得的校正因数ka带入公式(1)中Ka = aebH/100° ..................(1)其中，Ka为海拔校正系数；a、b为待求系数；e = 2. 718 ;H为海拔高度，单位为米，H的取值在0-4300m之间；4)对应不同结构形式电气设备计算出相应待求系数，取各系数算数平均值后计算得出 a、b的值；再将a、b的值带入步骤3的公式(1)中，得到海拔校正因数指数形式数学表达式，采用此表达式即可用于高海拔金具起晕电压海拔校正。
全文摘要
本发明提供一种高海拔输电线路金具起晕电压海拔校正方法，是一种基于特高压交流试验基地环境气候试验室内开展的模拟海拔下金具电晕放电特性试验数据，采用指数形式拟合的校正方法，可用于高海拔330kV交流输电线路设计与优化研究的海拔校正计算。本发明的有益效果是提供高海拔地区330kV交流输电线路金具海拔校正因数计算，提出满足实际运行需求的设备尺寸和设计依据，同时为金具优化和改进工作提供基础数据和参考。
文档编号G01R31/12GK102508122SQ20111029484
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者代静, 张勤, 曹晶, 谢梁, 谷莉莉 申请人:国网电力科学研究院