自然環(huán)境絕緣子積污動態(tài)過程模擬與預測方法.pdf

1、現(xiàn)階段我國的能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，因此大氣污染依舊長期威脅著我國電網(wǎng)的安全運行。盡管國內(nèi)外學者對絕緣子表面積污特性以及防污措施進行了大量研究，但近幾年來輸電線路、變電站絕緣子污閃事故仍在發(fā)生，并且已從工業(yè)城市和沿海地區(qū)向農(nóng)村及內(nèi)陸地區(qū)發(fā)展。因此，進行自然條件下輸電線路絕緣子積污規(guī)律的測量和分析研究刻不容緩，實時全面的絕緣子積污預測可以更準確地指導防污工作的開展，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
　　論文通過自然積污試驗，收集和整理現(xiàn)場數(shù)據(jù)

2、，找到了影響自然環(huán)境下絕緣子表面積污形成機制和規(guī)律的物理因素。然后，從積污本質(zhì)出發(fā)研究了絕緣子表面污穢形成的機理，建立了考慮積污特征參數(shù)、降雨參數(shù)和大氣環(huán)境參數(shù)的絕緣子表面積污動態(tài)物理數(shù)學模型。最后，基于各氣象輸入?yún)⒘坑绊懙奈锢頂?shù)學模型得到自然條件下每日實時絕緣子表面積污預測結(jié)果；同時通過回歸分析的統(tǒng)計結(jié)果，提出了基于每月最大平均污穢數(shù)據(jù)的絕緣子污穢水平預測方法，比較分析了兩種方法與實測數(shù)據(jù)之間的預測趨勢。論文的具體工作及成果如下：

3、r>　?、俑鶕?jù)自然環(huán)境下絕緣子積污試驗，收集、整理和分析我國典型區(qū)域積污測試的歷史數(shù)據(jù)。分析了污穢顆粒在大氣環(huán)境中粒徑分布特征，得到絕緣子表面污穢粒徑分布主要在5μm~25μm范圍內(nèi)。找到了不同污染源、絕緣子表面積污時間、積污速率等積污特征參數(shù)和降雨強度、降雨時間、降雨角度等沖刷特征參數(shù)對絕緣子表面在自然條件下積污特性的影響規(guī)律。
　?、谠诳諝饬鲌龊瓦吔鐚拥淖饔孟?，分析了污穢顆粒的沉降過程和碰撞絕緣子表面的受力及運動規(guī)律。計算了不

4、同顆粒屬性、外界氣象環(huán)境下的吸附邊界條件和出射邊界條件，得到污穢顆粒在絕緣表面吸附的判據(jù)。進而建立了考慮粒徑分布、風速、顆粒吸附、碰撞等物理參數(shù)的絕緣子表面污穢積聚物理數(shù)學模型。
　?、刍谧匀画h(huán)境試驗得到的各降雨影響因素，研究了絕緣子表面污穢自然清洗過程及其影響機制。重點分析了降雨強度、降雨時間、降雨角度等特征參數(shù)對絕緣子表面自然沖刷的影響規(guī)律，完善了現(xiàn)有絕緣子表面自然清洗的研究方法。最后，建立了沖刷特征參數(shù)與絕緣子表面污穢之間

5、的關(guān)系，從而得到自然清洗的物理數(shù)學模型。
　　④基于表面污穢積聚形成機理和污穢沖刷規(guī)律得到了絕緣子表面積污動態(tài)模型，考慮了積污時間、風速、相對濕度、實時空氣質(zhì)量濃度和降雨沖刷角度、飛濺分布特性、降雨強度等物理因素的影響，通過實時的數(shù)值迭代計算得到了每日的污穢動態(tài)變化過程。通過實測數(shù)據(jù)的驗證，預測結(jié)果與實測結(jié)果之間相對誤差能有效控制在30％以內(nèi)。
　?、莼诨貧w統(tǒng)計測量方法，結(jié)合現(xiàn)已運行輸電線路所在區(qū)域的歷年每月平均最大污穢量