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| 输电线路覆冰对电力系统的安全运行构成了严重威胁，各国学者通过人工模拟覆冰试验对导线覆冰特性开展了大量研究，但大都未考虑输电线路运行电场对其覆冰量、覆冰密度的作用，影响了人工模拟覆冰试验的应用价值。此外，交流电场影响导线覆冰的机理尚不清晰。因此，开展交流电场作用下的导线覆冰特性及交流电场对覆冰的影响机理研究具有较为重要的学术意义和工程应用价值。本文以单根光滑导线、单根钢芯铝绞线以及2分裂、3分裂导线作为研究对象，在多功能人工气候室进行了带电人工覆冰试验，得到了交流电场强度对导线覆冰特性的影响，并仿真计算了导线覆冰表面电场的分布，分析了交流电场强度对导线覆冰特性的影响机理，对水滴在电场中的极化受力和在电晕放电下的荷电受力进行了计算，取得的主要成果如下：①交流电场强度对导线覆冰量和覆冰密度有显著影响。导线雨凇、雾凇覆冰量随交流电场强度均呈现先增大后减小的变化趋势，10kV/cm时，雨凇、雾凇覆冰量比0kV/cm时分别增大35%、30%左右，20kV/cm时雨凇、雾凇覆冰量比0kV/cm时分别减小30%、40%左右。导线雾凇密度随交流电场强度呈现先增大后减小的变化趋势，雨凇密度随交流电场强度变化不明显。②液态水含量会对导线带电覆冰特性产生影响。24g/m~3、36g/m~3液态水含量条件下，与8g/m~3条件相比，带电、不带电雨凇覆冰试验之间覆冰量差别减小。③导线种类、导线分裂型式对雨凇带电覆冰特性无明显影响。但对于分裂导线，不同位置子导线之间覆冰形态、覆冰量随电场的变化规律存在差别。④对导线附近水滴的表面电场、增长过程中覆冰的表面电场分布进行了仿真计算，对覆冰过程中的电晕放电进行了测量。仿真结果表明：接近导线表面附近时，水滴表面场强接近起晕值；导线表面场强为10kV/cm时，覆冰表面将出现稳定电晕放电，与测量结果相符。⑤对电场中水滴极化受力和电晕下水滴的荷电受力进行了计算，结果表明：水滴所受极化电场力的方向指向导线，电晕较弱时，导线电场对水滴的吸引作用导致导线覆冰量与覆冰密度增加；交流电晕下水滴荷电量、库仑力主要受离子浓度、电场强度影响，电晕活动剧烈时，空间离子浓度、电场强度均较大，库仑力将阻碍水滴向导线靠近，使雨凇、雾凇覆冰量减少，雾凇覆冰密度减小。 |
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