无人机接触高压输电线路时电火花放电建模及实验室等效测试

Modeling Electric Spark Discharges on Drones in Contact with High-Voltage Power Lines and Lab Equivalent Tests

Viet Duong Hoang · Hanchi Zhang · Tim McRae · Claus Leth Bak 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

无人机已广泛应用于高压输电线路的巡检与维护，但其与高压导线间的电位差易引发电火花放电。本文建立了电弧现象的数学模型，可预测任意电压等级和间距下的火花电流幅值与重复频率。通过最高100 kV交流电压的实验室实验验证，模型在峰值电流预测上的误差范围为3.6%至23%。基于仿真结果评估了碳纤维无人机的电磁干扰，并提出了最小化屏蔽方案以降低噪声。所有模型均开源共享，并提出了至少降低两倍电压的等效实验室测试方法，以复现实际架空线路的电弧条件。

解读: 该电火花放电建模技术对阳光电源智能运维体系具有重要参考价值。研究中的电弧数学模型和等效测试方法可应用于iSolarCloud云平台的预测性维护模块，用于光伏电站和储能电站的高压设备巡检风险评估。特别是针对SG系列光伏逆变器和ST储能变流器所连接的高压输电线路，该模型可预测无人机巡检时的电磁干扰水平，...