1.任务来源：本项目为国网陕西省电力公司科技项目。

    2.项目应用领域和技术原理

    高压输电线路电晕引起的可听噪声，已成为线路规划设计中必须考虑的因素，本项目从电晕放电转化可听噪声机理出发，研究输电线路降噪措施。为预测交流输电线路电晕噪声的大小，本项目运用Drude模型对离子运动规律进行了描述，建立了电晕放电与可听噪声声源间的数学关系，并基于声学Kirchhoff公式建立了电晕转化为噪声声源，以及声波传播过程的计算模型。提出了一种新的电晕损耗测量方法—涂敷法，建立了电晕损耗和电晕噪声的联合测试平台，获得了电晕可听噪声声源级与电晕损耗功率、导线参数以及环境参数的数学关系，提出了一种新的线路噪声预测模型。对输电线路结构参数对电晕噪声的影响规律进行了仿真分析，提出了优化导线结构参数降低电晕噪声的措施。对环氧树脂进行改性，研制了具有良好亲水性的涂层材料，基于等离子体喷涂法，在导线表面形成了涂层稳定、使用寿命长的亲水性涂层，有效降低了输电线路电晕噪声水平。

    3.项目主要内容

    1)输电线路电晕转化可听噪声的物理模型及特性研究

    分析了部分电离气体中粒子的运动过程，揭示了电晕转化为可听噪声的物理机制，运用Drude模型描述离子运动规律，建立了电晕放电与可听噪声声源间的数学关系。

    将电晕放电引起的空气层振动处理成单根导线的振动，并基于声学Kirchhoff公式，建立了电晕转化为噪声声源，以及声波传播过程的计算模型。

    将实际运行中悬垂形状的导线视为平直导线的微扰，通过对微扰部分的修正，考虑了实际运行中悬垂形状导线的可听噪声声场分布。

    对附着水滴情形下导线表面的电场强度进行分析，并将其引入电晕可听噪声理论模型，从而得出附着水滴对电晕可听噪声的影响规律。

    基于电晕转化可听噪声模型，分析了导线参数对电晕可听噪声的影响规律及影响权重，进而提出降低噪声、优化线路的可行措施。

    2)输电线路电晕损耗与可听噪声联合测试平台设计及应用研究

    将导线表面依次涂敷绝缘漆和金属导电漆，则导线、绝缘漆层和金属导电漆层构成一个电容结构，将采样电阻连接在导线表面和金属漆层间，可以将线路产生电晕时的泄漏电流分离出来。

    基于涂敷法设计了电晕测量系统，利用GPS高精度授时同步采集线路电压及电晕电流，获得了线路电晕损耗的瞬时功率。

    通过对实验室进行墙壁消音、温度和湿度控制改造，建立了模拟处于实际自然环境中的输电线路，利用电晕测试系统和噪声提取测试系统，建立了电晕损耗和电晕噪声联合测试平台。

    基于电晕损耗和电晕噪声联合测试平台，对不同湿度和温度下的电晕损耗和电晕噪声进行了测量，由实验获得的电晕损耗功率和导线表面噪声声压，匹配实验进行时的温湿度数据，拟合得到了电晕可听噪声声源级与电晕损耗功率、导线参数以及环境参数的数学关系，提出了一种新的线路噪声预测模型。

    3)输电线路电晕噪声防控技术研究

    基于电晕可听噪声的理论模型，对输电线路结构参数(导线分裂数、子导线半径、导线架设高度)对电晕噪声的影响进行了仿真分析，获得了导线结构参数对电晕噪声的影响规律，进而提出了优化导线结构参数降低电晕噪声的措施。

    导线表面附着水滴会发生尖端放电，产生较大的噪声。研制亲水性涂料喷涂于导线表面，能够有效降低导线表面润角，改善导线表面水滴形态，从而抑制电晕产生。本课题掺入TiO2粉末对环氧树脂进行改性，获得了具有良好亲水性的涂层材料，并基于等离子体喷涂法，在导线表面形成涂层稳定、使用寿命长的亲水性涂层。对喷涂亲水材料涂层后的导线实验研究发现，导线表面水滴润角明显减小，起晕点减少，有效降低了电晕噪声水平。

    4.主要创新点

1)运用Drude模型描述离子运动规律，揭示了电晕转化为可听噪声的物理机制，建立了电晕放电与可听噪声声源间的数学关系。

2)基于声学Kirchhoff公式，建立了电晕转化为噪声声源，以及声波传播过程的计算模型，实现了导线结构参数和环境参数对电晕可听噪声影响的计算。

3)提出基于涂敷法的导线电晕测量损耗方法，并开发了相应的导线电晕损耗在线监测系统。

4)通过电晕损耗与可听噪声联合测试，获得了电晕可听噪声声源级与电晕损耗功率、导线参数以及环境参数的数学关系，提出了一种新的线路噪声预测模型。

5)基于等离子体喷涂法制备了二氧化钛超亲水材料降噪涂料，改善了导线表面水滴形态，减少水滴引起的电晕放电，有效降低雨天电晕噪声。