降雨對(duì)棒―板短空氣間隙直流放電影響的仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、降雨對(duì)棒―板短空氣間隙直流放電影響的仿真及試驗(yàn)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：劉偉指導(dǎo)教師：蔣興良教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門(mén)類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一一年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著我國(guó)輸電線路建設(shè)的不斷加快，運(yùn)行電壓等級(jí)的不斷提高，強(qiáng)降雨等惡劣氣象條件所致的空氣絕緣強(qiáng)度下降問(wèn)題越來(lái)越突出。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)降雨條件下空氣間隙放電特性、放電機(jī)制及其影響因素的研究并不全面，特別是降雨對(duì)短空氣間隙直流放電影響的研究還鮮見(jiàn)報(bào)

2、道。因此，本論文對(duì)降雨條件下棒―板短空氣間隙的正極性直流放電進(jìn)行了研究。本文通過(guò)解析計(jì)算得到了均勻電場(chǎng)中雨滴周圍的電場(chǎng)分布情況，并討論了極不均勻電場(chǎng)的情況。然后選取棒―板空氣間隙軸對(duì)稱模型作為基本仿真結(jié)構(gòu)，結(jié)合本文構(gòu)建的雨滴模型，雨滴分布模型以及棒電極末端形成水膜、水滴及水柱模型等，系統(tǒng)地對(duì)降雨條件下棒―板短空氣間隙正極性直流電場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算，得到了不同降雨條件下棒―板短空氣間隙正極性直流電場(chǎng)的畸變程度及其對(duì)放電電壓的影響。最后，本文

3、還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室模擬降雨及現(xiàn)場(chǎng)自然降雨下的棒―板短空氣間隙正極性直流放電試驗(yàn)，主要驗(yàn)證了有無(wú)降雨、降雨強(qiáng)度、棒電極末端是否形成水柱等對(duì)棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓的影響。此外，還試驗(yàn)研究了雨水電導(dǎo)率以及雨水溫度對(duì)棒―板短空氣間隙直流擊穿電壓的影響。仿真研究結(jié)果表明：雨滴對(duì)棒―板短空氣間隙正極性直流電場(chǎng)有明顯的畸變作用；雨滴表面靠近高壓端處場(chǎng)強(qiáng)最大；雨滴內(nèi)部為場(chǎng)強(qiáng)值接近0的均勻場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小與雨滴尺寸無(wú)關(guān)；實(shí)際形狀的雨滴，其尺寸越大，越

4、靠近高壓端，引起的電場(chǎng)畸變?cè)絿?yán)重；雨滴數(shù)目越多、大直徑雨滴所占體積比越高、總雨滴的占空比越高，棒―板短空氣間隙正極性直流電場(chǎng)畸變?cè)絿?yán)重；棒電極末端形成的水膜、水滴對(duì)空間電場(chǎng)的畸變作用很小；棒電極尖端形成的水柱對(duì)棒―板短空氣間隙正極性直流電場(chǎng)的影響最大。實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明：暴雨時(shí)棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓比干燥時(shí)下降明顯；降雨強(qiáng)度與棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；強(qiáng)降雨時(shí)棒電極末端形成的水柱能夠極