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3.结果分析
从导线的试验结果处理曲线可以看出:两根导线的平均粗糙度变化幅度均较小,且变化范围在5~15μm;最大侵蚀深度变化较明显,且变化幅度较大,原因可能是凹凸点再次受侵蚀后更容易被磨损,其峰部被磨损后会削低该处原有的侵蚀深度,同时也存在凹凸点多次受到动量很大的沙粒的侵蚀,出现过量磨损现象。
观察导线起晕电压的插值与拟合曲线,导线起晕电压在经历短暂升高后在105~120kV间起伏,其幅度较小。由于试验时间所限,导线高年限服役后的电晕特性并不能从本次试验中得出。
对比两种导线的粗糙度曲线与起晕电压曲线:粗糙度呈增大趋势,而起晕电压却有起伏。起晕电压是引起空气电离而放电的临界电压,发生在不均匀电场下曲率半径很小的导体电极附近。与表面粗糙度为加工精度的铝棒不同,出厂的导线存在很多毛刺,经风沙侵蚀一段时间相当于打平毛刺,导线变得相对光滑,所以开始阶段的起晕电压上升;导线表面凹凸点再次受侵蚀后更容易被磨损,因而改变电极曲率大小使附近电场跟着变化,使起晕电压也有所起伏;随着风沙的侵蚀,形成越来越多的电极数,可以出现曲率更大甚至形状尖锐的电极,使该处的起晕电压降低,在试验后期,起晕电压变化趋势与粗糙度变化趋势相反,二者存在负相关关系,即表面粗糙度越大,起晕电压越低,导线越容易产生电晕损失。
与试验导线相比,铝棒表面粗糙度属于加工精度,光洁度较好,比试验导线的起晕电压高出很多。随着风沙的侵蚀,铝棒粗糙度持续增大,而起晕电压降低且下降趋势由快到慢,且粗糙度增加到一定程度时对起晕电压的影响越来越小。因此,铝棒的粗糙度与起晕电压呈较明显的负相关关系。
4.结论
本文通过闭式风道实验设备,模拟了强沙尘暴侵蚀服役输电导线的过程,用光切显微镜和电晕笼系统测量了表面粗糙度和起晕电压,并用铝棒替换导线做了对照实验。
1)随着风沙的侵蚀,导线粗糙度呈增大趋势,但增长幅度较小,而最大侵蚀深度变化较明显,且变化幅度较大;
2)导线毛刺经风沙侵蚀一段时间后变得相对光滑,其起晕电压反而上升,而凹凸点再次受侵蚀后更容易被磨损,因而改变电极曲率使起晕电压变化;
3)试验后期的起晕电压与粗糙度呈负相关关系,即随着粗糙度增大,导线起晕电压降低,更容易产生电晕损失;
4)与试验导线相比,铝棒的粗糙度与起晕电压呈较明显的负相关关系,且负相关系数递减。
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