沙塵地區(qū)染污絕緣子電場分布的仿真研究.pdf

1、我國西北地區(qū)風沙較大，沙塵暴頻繁發(fā)生，這給鐵路的安全運行帶來很大影響。在沙塵暴的作用下沉積在絕緣子表面的沙塵量嚴重增大，沉積的沙塵使絕緣子工作環(huán)境發(fā)生變化。一旦絕緣子工作環(huán)境發(fā)生變化其電場分布將會發(fā)生畸變，絕緣子沿面電場大于空氣擊穿場強時，閃絡(luò)事故可能發(fā)生。因此分析接觸網(wǎng)復合絕緣子在沙塵地區(qū)染污后的沿面電場分布，可為沙塵地區(qū)絕緣子閃絡(luò)機理的研究提供一定的參考。
　　本文選用接觸網(wǎng)常用FQBG-25型號腕臂棒形柱式復合絕緣子為分析對

2、象，在靜電場中建立了覆沙絕緣子模型，在電準靜態(tài)場中建立了絕緣子表面出現(xiàn)干燥帶的仿真模型。采用人工截斷法構(gòu)造合理的閉合區(qū)域，這樣就滿足了有限元法分析計算絕緣子電場分布的條件。由于沙粒幾何尺寸很小且數(shù)量較大，普通計算機的內(nèi)存很難滿足計算要求，因此根據(jù)模型的結(jié)構(gòu)特點建立合理的簡化模型，既滿足了結(jié)果的準確性又節(jié)約了計算時間。本文利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics軟件對絕緣子表面出現(xiàn)沙粒和干燥帶兩種染污情況下，絕緣子沿面電場

3、畸變情況進行仿真分析。仿真結(jié)果表明：接觸網(wǎng)復合絕緣子表面覆有不同粒徑的沙粒時，對絕緣子電場強度畸變程度不同；隨粒徑的增大，沙粒處絕緣子電場強度也小幅增大；絕緣子沿面電場受帶電沙粒的影響較為明顯，電場強度隨著沙粒帶正負電荷量絕對值的增大而增大；絕緣子沿面電場分布受沙粒極性和覆著位置的影響明顯；傘裙上表面，負電量沙粒對電場畸變程度大于正電荷量沙粒；相反，傘裙下表面，正電荷量沙粒對電場的畸變程度高于負電荷量沙粒。接觸網(wǎng)棒形柱式復合絕緣子傘裙間