吕玉坤，刘海峰，吕维润，赵 锴

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003)

0 引言

我国西北电网750 kV输电线路具有电压等级高和高海拔等特点，同时面临沙尘天气，这些特定条件都会在很大程度上影响输电线路电晕特性。沙尘天气可能导致输电线路周围电场发生变化，使输电线路电晕特性变差;此外，沙尘暴卷起的沙石对输电线路的撞击，导致导线表面粗糙，使输电线路电晕特性恶化。因此，系统开展高海拔沙尘条件下西北电网750 kV输电线路电晕特性研究具有重要的学术意义和实用价值［1］。

1 理论计算

为开展系统研究所设计的沙尘天气模拟系统，如图1所示。

图1 沙尘天气模拟系统示意图Fig.1 The schematic of dust wenther simulation system

试验选用出口设计风速为20 m/s的轴流风机，风机与混合段之间的过渡段接头是从圆形截面Φ2.363 m过渡成矩形截面3 m×1 m的渐扩型结构，在接头设计时为防止边界层分离，管道扩张角选为8°。送沙器采用六个漏沙口向管道内注入颗粒［2］，漏沙圆管深入管道内的长度为400 mm，直径为20 mm。

沙尘颗粒经送沙器依靠重力落入风道，在管道中与空气混合，在考虑风速变化的情况下，以期在管道出口处得到速度场和浓度场均匀的风沙混合物，其颗粒群平均粒径和体积百分含量试验设计要求分别为9 μm和10－5。因此，必须进行颗粒自由悬浮速度和混合段长度的计算。

1.1 颗粒自由悬浮速度计算

颗粒的自由悬浮是紊流的分速度、重力和曳引阻力等诸力的综合效应，颗粒群在不同的风速下会出现不同的流型。……