交流电场下水滴对导线电晕特性的影响

胡 琴 吴 执 舒立春 蒋兴良 杨 爽 徐清鹏



交流电场下水滴对导线电晕特性的影响

胡 琴1吴 执2舒立春1蒋兴良1杨 爽1徐清鹏1

（1. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 重庆 400044 2. 国网重庆南岸供电公司 重庆 400060）

导线电晕会带来巨大的危害，是输电线路设计与运行必须考虑的重要因素之一，而降雨天气会严重影响导线的电晕特性。本文在小型电晕笼内对导线表面附着水滴时进行交流电晕试验，同时结合二维和三维有限元仿真来分析导线的电晕特性。研究表明，导线表面布满水的起晕电压远小于导线表面附着少量水滴的起晕电压；根据水滴在电晕过程中的破裂方式提出采用水滴的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压来表征水滴在电场作用下的稳定程度，试验得到导线表面附着三滴水的第一次破裂电压、第一次喷射微滴电压低于导线表面附着一滴水的值；水滴在交流电场中将会做两倍于电场频率的受迫振动，而且水滴在不同的振动位置对空间场强的畸变程度不一，这将导致水滴电晕过程中的瞬时电晕现象；通过三维仿真计算得到导线表面附着三滴水时的空间场强最大值和强场强区域体积大于导线表面附着一滴水的值，说明三滴水时对电场的畸变更为严重。

交流电场 电晕 水滴 破裂 振动 空间场强

0 引言

在输电线路上，电晕现象常常指导线表面的电场强度超过空气分子的游离强度时，导线表面的空气分子发生电离，形成的一种自持放电[1-4]。实际工程中，电晕放电常常伴随着能量的损失、可听噪声污染、无线电干扰、腐蚀作用、导线舞动等危害[5-8]。文献[9,10]对直流导线上水滴的电晕特性进行了研究，认为导线上有水滴时的电晕分为纯电晕与水滴变形时的电晕两种，水滴电晕放电与水滴的滴落模式、水滴荷质比、水滴半径有密切关系，并认为水滴在电晕过程中呈现出极不稳定性。文献[11]将附着水滴的导线放置在不同温度下进行电晕试验，研究发现水滴电晕与水滴的物理特性有很大的关系。文献[12,13]对不同温度、湿度和气压等大气环境条件下导线的电晕特性进行了研究，得到导线的起始电晕电压随着气压降低、湿度升高而减小。文献[14]研究了大雨天气下导线电晕对电磁环境的影响，认为大雨状况下，由导线电晕引起的可听噪声和无线电干扰远远大于导线干燥情况下的影响。文献[15]研究了不同雾水电导率对导线电晕特性的影响，试验发现雾水电导率越高，导线的起晕电压越低。

由上可知，近年来对导线的试验研究主要集中在水滴自身物理特性、大气参数、雾水电导率以及导线电晕对电磁环境的影响，而较少涉及附着在导线上的水滴对导线电晕过程和水滴在电晕过程中的形变、受力机制的影响分析。

本文在自行设计的电晕笼内对淋雨条件下导线表面附着一滴水、三滴水、布满水的电晕放电特性进行了试验研究，分析导线上附着水滴的起晕过程，导线直径对电晕的影响，对水滴在电晕过程中的稳定参量进行了假设，对导线电晕过程中的电晕放电图谱进行了统计，同时分析了水滴在电晕过程中的受力变量并建立三维模型对导线表面附着一滴水、三滴水的空间场强进行了仿真计算。

1 试品、试验装置与试验方法

1.1 试验装置

本文电晕试验在自行设计的小型三段式电晕试验圆筒里进行，如图1所示。电晕笼主体由外径300mm、内径280mm、长1 000mm的有机玻璃罐组成，两端密封盖边长为400mm、厚度为12mm，电晕笼中段开有一直径为100mm的观测圆孔[15]。为了防止导线端部起晕，导线两端置有直径为60mm的铜球，用来改善导线端部电场[6]。

图1 试验设备

试验由YDJ—900/150试验变压器（短路阻抗8.34%）和TDJY—1000/10移圈式调压器（短路阻抗8.25%）提供电源。其额定电压为150kV，额定电流6A，输入电压0～10.5kV，输出电压范围为0～150kV（有效值），最大短路电流30A；试验电压由高压端通过精度为2%的SGB—200A工频电容分压器测量，分压器分压比为1∶10 000。

本文利用CoroCAM IV+紫外成像仪进行电晕的观测，紫外成像仪的观测镜头与导线间距离保持为1m左右[16]，利用LeCroy 44MXi示波器测量电晕放电脉冲。

1.2 试品

本文采用直径8mm、12mm的不锈钢钢管和LGJ 35/6型号的钢芯铝绞线（下文称为8mm绞线）作为试品。

1.3 试验方法

试验原理图如图2所示。试验时将导线表面的水滴数量设置为一滴水、三滴水、布满水滴，一滴水、三滴水采用微量进样器在导线下表面滴加体积约为20ml的水滴，水滴之间中心间距为1cm，大量水滴则采用人工淋雨方式直至导线表面水滴分布饱满为止。

图2 试验回路

实验开始时，均匀缓慢升高电压，利用紫外成像仪观测导线表面尤其是水滴表面的电晕现象，利用示波器记录电晕放电脉冲，并记录下相应的试验电压值。每种试验重复3次，每两次试验间隔30min，以利于电晕笼内残留空间电荷流散。

2 试验结果

导线表面存在少量水滴时，导线上的水滴在外施电压作用下将会发生极化而受到电场作用力，加上自身重力和表面张力的作用，水滴会不断地发生形变、破裂现象，对导线表面空间电场的畸变程度不一，因此水滴的电晕过程极不稳定，其电晕过程分为以下四个阶段：无电晕阶段、瞬时水滴电晕阶段、稳定水滴电晕阶段和导线电晕阶段[17]，且试验发现在瞬时水滴电晕阶段，同一电压下水滴的电晕时有时无，并不是一直存在，如图3所示。而导线表面布满水滴时，其电晕发展过程经历由水滴不稳定引起的周围气体电离的局部电晕放电和导线电晕放电两个阶段[6]。本节将对导线表面附着水滴时的稳定起晕电压、破裂现象和电晕信号进行分析。

图3 同一电压下水滴的瞬间电晕阶段（电压28.2kV）

2.1 导线表面有水滴时的稳定起晕电压

试验中发现，当外施电压较低时，水滴会随着电压的升高发生多次破裂，水滴体积将会减小，但不会出现稳定电晕；但当外施电压高于某一值后，通过紫外成像仪观测发现，此时水滴自身保持稳定状态，但是在水滴的下方将会出现稳定的电晕放电点，且电晕放电强度较大。而在实际中，运行电压下的线路在雨天极有可能出现稳定的电晕放电，此时的电晕放电危害较大[17]，因此将水滴表面刚好出现稳定电晕放电时临界电压值称为导线表面有水滴时的稳定起晕电压。

本文通过对淋雨条件下不同导线进行电晕试验，得到不同导线表面存在水滴时的稳定起晕电压，稳定起晕电压为三次试验的平均值，且每次试验条件相同。表1为试验得到的附着水滴的导线的稳定起晕电压。

表1 导线的起晕电压

（1）不同直径大小导线的电晕特性差异。根据表1可知，相同状况下，8mm光滑导线的起晕电压始终低于12mm光滑导线的起晕电压。这是由于导线半径越大，导线表面的电场强度越小，导线越不容易发生电晕现象。

（2）不同水滴附着状况导线的电晕特性差异。通过表1得到：当表面布满水时，导线的起晕电压最低，附着三滴水时次之，附着一滴水时最高。这是由于导线表面附着的每个水滴相当于一个大曲率电极，它们电场之间的相互影响加大了导线表面电场的畸变程度。

2.2 第一次破裂电压、第一次喷射微滴电压

大量的学者研究发现，液滴在电场作用下的破裂方式分为以下两种[18,19]：①电场作用下的液滴在其腰部收缩破裂，如图4a所示；②电场作用下的液滴尖端变尖，喷射出小液滴，如图4b所示。本文结合紫外成像仪的观测结果发现，在水滴的起晕过程中，水滴的这两种破裂方式均存在，水滴起晕过程中水滴的破裂过程及方式如图5所示。因此本文采用水滴的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压来表征水滴在电场作用下的稳定程度，其值见表2和表3。

图4 液滴在电场中的破裂方式

图5 水滴电晕过程中的破裂方式

表2 水滴第一次破裂电压

Tab.2 Water droplets breakdown voltage for the first time

表3 喷射微滴现象的最低电压

Tab.3 Water injection voltage for the first time

从表2和表3的数据可知，对于任何形式的导线，导线表面附着三滴水的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压都小于导线表面附着一滴水时的电压值，这是由于导线表面的每滴水滴都相当于一个大曲率电极，它们之间的电场相互影响，水滴邻近区域的电场大大增强，使导线表面场强更为严重，加大了水滴的极化受力。

2.3 导线表面有水滴时的电晕放电信号

为了研究水滴对导线电晕特性的影响，下面以8mm光滑导线为例，利用示波器采集得到的信号统计并对比分析导线表面附着水滴时，不同起晕阶段电晕放电图谱。由于导线表面布满水滴时，相比导线表面附着少量水滴的电晕放电过程较为平坦，仅存在两个放电阶段，当导线表面布满水时，本文仅对其导线电晕阶段的放电图谱进行统计分析。

导线电晕放电图谱的统计结果如图6所示，根据图6可知：

（1）无电晕阶段。导线表面附着一滴水和三滴水的导线的电晕放电图谱以及统计结果差别较小，这主要是由于此时外施电压较低，水滴对导线电场畸变程度较小，远远未达到水滴电晕放电的强度。

（2）瞬时水滴电晕阶段和稳定水滴电晕阶段。这两个阶段中，同一放电脉冲区间内，导线表面附着三滴水时同一放电脉冲区间的脉冲个数基本都大于导线表面附着一滴水的值，说明相同电压下，导线表面存在三滴水时的电晕放电强度要强于导线表面存在一滴水时的电晕放电强度。

（3）导线电晕阶段。①当外施电压较高时，导线表面存在一滴水和三滴水的导线的电晕放电图谱并无太大区别。由于前期水滴破裂和“浅川效应”[20]的影响，导线表面存在三滴水时仅仅比一滴水多了两个大曲率电极，而此时导线上残留的水滴体积非常小，决定导线电晕放电强度的因素不再是导线上表面水滴的多少，而是外施电压的大小，且此时外施电压较高，导线表面自身的电场强度已经大于电晕临界电场强度，导线已经全面起晕，因此该电压作用下二者的电晕放电强度相当。②导线表面布满水时，由于侧面常有水滴侧滑到下表面或者直接滴下，加上导线上表面存在大量的小水滴，因此导线表面存在非常多的大曲率电极，对导线表面电场的畸变比一滴水和三滴水更为严重，电晕现象更为激烈，故导线表面布满水时同一放电脉冲区间的脉冲个数都较大。

3 结果分析

3.1 水滴振动分析

由前文的试验结果可知，在瞬时电晕阶段，同一电压下，水滴的电晕放电现象时有时无，而非一直都存在，为了分析该现象的原因，在此对水滴在交流电场下的受力进行了分析。

导线上的水滴在未施加电压的情况可以等效为一个半球，当施加外施电压时，水滴由于受到表面张力、水滴极化受力、重力的作用而成半椭球状，假设半椭球状水滴的长半轴为，短半轴为。

水滴在电场作用下发生极化，其极化后的静电势能为

式中， 为交流电场频率。

若以长轴为自由变量，则水滴沿长轴方向所受电场极化力为

水滴的重力为

式中，为水的密度；为重力常数。

水滴的表面张力为[21]

式中，为水滴与空气界面单位长度的张应力。

以上各式中1是不随时间变化的常量，2为一个周期变化的力。因此水滴将在长轴方向以F、、1三个变量所决定的位置为中心，做两倍于电场频率的振动，此结果与文献[22]描述结果一致。

由于水滴在交流电场作用下将做受迫振动，那么水滴尖端所处的位置在振动过程中将不断地发生变化，将有可能导致在同一电压等级下，水滴会发生间歇性电晕现象。由于水滴表面的最大场强主要决定于两个因素：背景场强、水滴形状。而水滴在振动过程中形状会不断发生变化，因此为了说明水滴振动对电场的畸变，本文对电场中水滴表面的最大场强进行了计算。计算过程中在保持水滴体积不变的情况下，假设水滴振动的不同位置，计算相应位置水滴表面的最大场强，背景场强即为导线与电晕笼组成的同轴圆柱电极形成的轴向场。在椭球长轴方向与外部电场方向一致时，椭球水滴表面的最大场强位于椭球长轴头部，其表达式为[23]

式中，0为背景场强；1为空气介电常数；2为水的介电常数。

计算时，假设椭球状水滴平衡位置的长、短轴分别为（1.5mm、1.0mm），水滴振动过程中其他几个位置的长短轴分别为（1.3、1.07）、（1.4、1.04）、（1.6、0.97）和（1.7、0.94），背景场设为6.5kV/cm，椭球水滴表面最大场强计算结果如图7所示。

图7 不同形态下水滴表面的最大场强

图7可知，当背景场为6.5kV/cm时，水滴在长轴达到最大值时最大场强为32kV/cm，达到了电晕放电强度，其余位置都未达到电晕放电强度，这就解释了为什么在同一交流电压下，水滴的间歇性电晕现象。

3.2 不同直径导线电场二维仿真

由试验结果可知，12mm导线的第一次破裂电压、最低微滴喷射电压、稳定起晕电压都大于8mm导线的电压值，究其原因是二者导线表面的电场不同，因此本节利用COMSOL软件对这两种导线的电场进行了二维仿真计算。

仿真计算时，分别在导线上悬挂体积相同的水滴，水滴为椭球形，仿真计算参数见表4。

表4 仿真参数

Tab.4 The simulation parameters

图8为施加26kV相同电压情况下8mm光滑导线和12mm光滑导线附着相同体积水滴时的场强二维仿真结果，此时8mm导线附着水滴的最大场强33.04kV/cm明显大于12mm导线附着水滴的最大场强26.39kV/cm，故水滴附着在半径越大的导线上的稳定起晕电压越高。

图8 不同直径导线附着水滴时的电场分布

3.3 水滴表面电场三维仿真分析

根据前文的试验结果可知：导线表面附着三滴水时的第一次破裂电压、最低微滴喷射电压、稳定起晕电压都要低于导线表面附着一滴水时的电压值。造成这种现象的原因是导线上附着的一滴水和三滴水时它们对空间电场的畸变程度不同，因此分析导线表面附着一滴水和三滴水时水滴周围的空间电场强度是分析二者电晕过程差异的基础。

本节对施加相同电压下，导线表面附着一滴水、三滴水时的空间电场强度分布进行三维有限元仿真计算，仿真计算时，水滴分布在一条直线上，水滴之间中心距离为1cm，设置水滴为椭球形，仿真计算外施电压为16kV时，水滴周围空间电场分布如图9所示，图10为二者空间场强大于30kV/cm场强区域的体积。

图9 导线表面附着水滴时的三维空间场强分布

图10 导线表面附着水滴空间场强E＞30kV/cm的体积

从图9和图10可知，导线表面附着水滴时，此时空间场强的最大值均出现在水滴表面尖端，导线附着三滴水时空间场强最大值为39.96kV/cm，此时每个水滴周围空间场强大于30kV/cm场强区域基本相同，其体积为5.23×10-2mm3，总体积为15.69×10-2mm3。导线附着一滴水时的空间场强最大值为37.82kV/cm，空间场强大于30kV/cm场强区域的体积为1.90×10-2mm3。由以上结果可知，导线表面附着三滴水时，无论其空间场强最大值、单个水滴周围空间场强大于30kV/cm场强区域体积和总体积都大于导线表面附着一滴水时的值，因此导线表面附着三滴水时对空间电场的畸变程度要大于导线表面附着一滴水对空间电场的畸变，从而导致了二者起晕过程的差异。

4 结论

根据以上的试验结果和仿真结果分析可知：

（1）由于水滴在电晕过程中存在腰部破裂和尖端喷射微滴两种破裂方式，因此提出将水滴的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压来表征水滴在电场作用下的稳定程度。

（2）无晕阶段和导线电晕阶段，导线表面附着一滴水和三滴水的电晕放电图谱差别较小，而在导线电晕阶段，导线表面布满水的电晕放电图谱的频率和幅值远大于附着一滴水的值；在瞬时水滴电晕阶段和稳定水滴电晕阶段，导线表面附着三滴水的电晕放电图谱的频率和幅值都大于附着一滴水的值。

（3）水滴在交流电场中将会做两倍于电场频率的受迫振动，当水滴在不同的振动位置对空间场强的畸变程度不一样，在振幅位置时，对周围空间电场的畸变最为强烈。因此在同一交流电压下，水滴振动的不同位置将导致水滴电晕过程中的间歇性电晕现象。

（4）导线表面附着三滴水的起晕电压、第一次破裂电压、最低喷射微滴电压都低于导线表面附着一滴水的值，但其空间场强的最大值和空间场强大于30kV/cm的体积大于后者，说明导线附着三滴水时对空间场强的畸变更大。

[1] 尤少华, 刘云鹏, 律方成, 等. 电晕笼单根导线电晕损失等效修正系数试验研究[J].高电压技术, 2011, 37(10): 2410-2416.

Lou Shaohua, Liu Yunpeng, Lü Fangcheng, et al. Test research on corona cage single conductor’s corona loss equivalent correction factor[J]. High Voltage Engineering, 2011, 37(10): 2410-2416.

[2] 律方成, 尤少华, 刘云鹏, 等. 电晕笼中分裂导线交流电晕损失计算分析[J]. 高电压技术, 2011, 37(12): 2878-2884.

Lü Fangcheng, You Shaohua, Liu Yunpeng, et al. Calculation and analysis of bundle conductors AC corona loss in corona cage[J]. High Voltage Engineering, 2011, 37(12): 2878-2884.

[3] 万保权, 谢辉春, 樊亮, 等. 特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施[J]. 高电压技术, 2010, 36(1): 109-115.

Wan Baoquan, Xie Huichun, Fan Liang, et al. Electromagnetic environment and corona control measures of UHV substation: radio interference[J]. High Voltage Engineering, 2010, 36(1): 109-115.

[4] 杨勇, 李立浧, 杜林, 等. 导线全面工频起晕电压测量新方法[J]. 高电压技术, 2012, 38(8): 1973-1980.

Yang Yong, Li Licheng, Du Lin, et al. New method for measuring comprehensive voltage corona onset voltage of wire[J]. High Voltage Engineering, 2012, 38(8): 1973-1980.

[5] Moreno V M, Gorur R S, Kroese A. Impact of corona on the long-term performance of nonceramic insulators[J]. IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation, 2004, 11(5): 913-915.

[6] 舒立春, 宫林, 蒋兴良, 等. 水滴或污秽对导线电晕放电起始特性的影响[J]. 高电压技术, 2008, 34(4): 633-637.

Shu Lichun, Gong Lin, Jiang Xingliang, et al. Corona inception discharge characteristics of conductor adhered with water drops or pollution[J]. High Voltage Engineering, 2008, 34(4): 633-637.

[7] Reddy Subba Basappa, Kumar U. Investigations on the corona performance of a ceramic disc insulators integrated with field reduction electrode[C]. IEEE Industry Applications Society Annual Meeting (IAS), 2010: 1-8.

[8] Brahami M, Gourbi M, Tilmatine A, et al. Numerical analysis of the induced corona vibrations on high-

voltage transmission lines affected by rainfall[J]. IEEE Transaction on Power Delivery, 2011, 26(2): 617-624.

[9] Masanori Hara, Shinji Ishibe, Satoru Sumiyoshitani, et al. Electrical corona and specific charge on water drops from a cylindrical conductor with high dc voltage[J]. Journal of Electrostatics, 1980, 8(2): 239-270.

[10] Masanori Hara, Masanori Akazaki. Onset mechanism and development of corona discharge on water drops dripping from a conductor under high direct voltage[J]. Journal of Electrostatics, 1981, 9(4): 339-353.

[11] Luan Phan-Cong J, Pirotte P, Brunelle R, et al. A study of corona discharges at water drops over the freezing temperature range[J]. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1974, PAS-93(2): 727-734.

[12] 蒋兴良, 林锐, 胡琴等. 直流正极性下绞线电晕起始特性及影响因素分析[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(34): 108-114.

Jang Xingliang, Lin Rui, Hu Qin, et al. DC positive corona inception performances of stranded conductors and its affecting factors[J]. Proceedings of the CSEE, 2009, 29(34): 108-114.

[13] Hu Qin, Shu Lichun, Jiang Xingliang, et al. Effects of air pressure and humidity on the corona onset voltage of bundle conductors[J]. IET Generation, Transmission & Distribution, 2011, 5(6): 621-629.

[14] 陈澜, 陈方东, 赵雪松, 等. 大雨环境下雨滴对线路电晕特性的影响[J].高电压技术, 2012, 38(11): 2863-2868.

Chen Lan, Cheng Fangdong, Zhao Xuesong, et al. Influence of rain drops on corona discharge in AC transmission lines under high rainy condition[J]. High Voltage Engineering, 2012, 38(11): 2863-2868.

[15] 蒋兴良, 黄俊, 董冰冰, 等. 雾水电导率对输电线路交流电晕特性的影响[J]. 高电压技术, 2013, 39(3): 636-641.

Jang Xingliang, Huang Jun, Dong Bingbing, et al. Influence of fog water conductivity on AC corona characteristics of transmission line[J]. High Voltage Engineering, 2013, 39(3): 636-641.

[16] 林锐. 直流正极性下导线电晕放电特性及影响因素的研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2009.

[17] 胡琴. 低气压下输电线路导线电晕特性及影响因素的研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2010.

[18] Jong-Wook Ha. Breakup of a multiple emulsion drop in a uniform electric field[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 1999, 213(1): 92-100.

[19] 魏庆彩. 高频脉冲电场作用下液滴动力学研究[D]. 北京: 中国石油大学, 2010.

[20] 李贤勇, 李露远, 张龙凡, 等. 浅析浅川效应的产生机理[J]. 科技创新导报, 2012(26): 72-75.

Li Xianyong, Li Luyuan, Zhang Longfan, et al. Analysis of the effect of the mechanism Asakawa[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2012(26): 72-75.

[21] 龚海峰, 涂亚庆, 宋世远, 等. 高压电场作用下油中水滴变形动力学模型[J]. 石油学报(石油加工), 2009, 25(z1): 43-47.

Gong Haifeng, Tu Yaqing, Song Shiyuan, et al. Deformation dynamicsmodel of water drop in oil under high electric field[J]. Acta Petrolei Sinica (Petroleum Processing Section), 2009, 25(z1): 43-47.

[22] 叶团结. 正弦交流电场中水滴变形破裂聚结微观特性研究[D]. 北京: 中国石油大学, 2010.

[23] 李特. 交流电场强度对导线覆冰特性的影响研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2012.

The Corona Characteristics of the Conductor Attached with Water Drops under AC Electrical Field

121111

（1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. State Grid Chongqing Nan’an Power Supply Company Chongqing 400060 China）

Conductor corona, which would bring huge impacts, is one of the significant factors that should be taken into account during design and operation of transmission line. However, rains are momentous to the corona characteristics of conductors. Combined with 2D and 3D Finite Element Simulations, AC corona test has been carried out with water drops adhered to its surface inside a small corona cage, to figure out the corona characteristics of the conductor. The result shows that: the first and foremost, the corona inception voltage of conductor with water drops is much lower than that of conductor with few drops. Besides, according to the burst types of the water droplets, the first breakup voltage and the minimum micro-drops jetting voltage are used to represent the stability degree of the drops in the electric field. The first breakup voltage and the minimum micro-drops jetting voltage, which were measured under the circumstance of conductor with three water droplets attached to its surface, are lower than those of one-drop-condition. Next, water droplets are forced to vibrate by twice the frequency of electric field under the AC electric field. And different vibration position of the water droplet means different distortion of the electric field. In this case, intermittent-period of corona occurs. Last but not the least, the result of 3D finite element simulation shows that the maximum space field distribution and the volume of high field intensity region of three-drops-conduct are greater than that in one-drop-condition. Therefore, it is indicated that the three-drop-condition has a more severe impact on electric field distortion.

AC electric field, corona, water droplet, breakup, vibration, space field distribution

TM852

胡 琴 男，1981年生，副教授，硕士生导师，研究方向为高电压与绝缘技术、输电线路覆冰与防护。

吴 执 男，1988年生，硕士研究生，研究方向为高电压与绝缘技术、输电线路覆冰与防护。

2014-01-20 改稿日期 2014-04-18

国家自然科学基金（51007099）和创新研究群体科学基金（51021005）资助项目。