強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下瓷絕緣子的積污特性模擬研究.pdf

1、絕緣子在電力系統(tǒng)輸電線路中起著機(jī)械支撐與電氣絕緣的作用，其絕緣性能關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。高壓以及超/特高壓直、交流輸電線路的快速發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)外絕緣提出了更高的要求，瓷絕緣子由于其特殊的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于這類輸電線路。但強(qiáng)風(fēng)沙塵天氣、環(huán)境污染以及霧霾等造成的污閃事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)造成了不可估量的損失。因此，研究瓷絕緣子的積污特性，掌握其在自然條件下的積污規(guī)律，以有效減少污閃事故發(fā)生，從而保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行具有十分重

2、要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題采用數(shù)值模擬方法重點(diǎn)對(duì)瓷三傘絕緣子的積污特性進(jìn)行了研究。
　　基于力學(xué)理論，對(duì)污穢顆粒在絕緣子附近的受力特性及運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行了分析，獲得了基于力學(xué)平衡和力矩平衡的污穢顆粒動(dòng)態(tài)沉積條件，包括其被風(fēng)遷離條件；簡述了瓷絕緣子在本校風(fēng)洞條件下的積污試驗(yàn)；基于能量的污穢顆粒沉積判據(jù)，從正負(fù)荷電比例、表面能、粒徑分布三方面對(duì)瓷絕緣子積污特性的遞進(jìn)影響進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，以期減小風(fēng)洞條件下模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果間的誤差，獲得優(yōu)化模

3、型并驗(yàn)證其合理性。籍此，采用表面能優(yōu)化模型研究了強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下瓷三傘絕緣子的積污特性，分析了其在實(shí)際直、交流110kV高壓輸電線路中風(fēng)速、顆粒粒徑、電壓類型等單因素及多因素耦合作用對(duì)其自然積污特性的影響。
　　結(jié)果表明：由從正負(fù)荷電比例、表面能、粒徑分布三方面對(duì)風(fēng)洞條件下瓷絕緣子積污特性的遞進(jìn)影響研究獲得了基于能量的沉積判據(jù)優(yōu)化模型；與試驗(yàn)結(jié)果比較，其模擬結(jié)果平均相對(duì)誤差分別在上一步基礎(chǔ)上依次減?。?.6%、21.5%、6.4%），且

4、其隨所施加直流電壓的變化趨勢(shì)更為相似，驗(yàn)證了該優(yōu)化模型的合理性。應(yīng)用該優(yōu)化模型于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下瓷三傘絕緣子，在110kV直、交流電壓分別作用時(shí)，積污量隨粒徑增大而增大；隨風(fēng)速增大，前者積污量逐漸減小且漸趨平緩，后者在不同粒徑時(shí)呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律，但兩者間的積污量差異逐漸減小，并趨于一致；當(dāng)風(fēng)速與粒徑（u，dp）取值在[(13m/s，15m/s)，(20μm，30μm)]時(shí)，積污量沿傘裙呈“U”型分布，且直流電壓的作用大于交流電壓的作用；否則