強風環(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)的安全運行。高壓以及超/特高壓直、交流輸電線路的快速發(fā)展對電力系統(tǒng)外絕緣提出了更高的要求，瓷絕緣子由于其特殊的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于這類輸電線路。但強風沙塵天氣、環(huán)境污染以及霧霾等造成的污閃事故時有發(fā)生，對電力系統(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)備的安全運行具有十分重

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

3、型并驗證其合理性。籍此，采用表面能優(yōu)化模型研究了強風環(huán)境下瓷三傘絕緣子的積污特性，分析了其在實際直、交流110kV高壓輸電線路中風速、顆粒粒徑、電壓類型等單因素及多因素耦合作用對其自然積污特性的影響。
　　結(jié)果表明：由從正負荷電比例、表面能、粒徑分布三方面對風洞條件下瓷絕緣子積污特性的遞進影響研究獲得了基于能量的沉積判據(jù)優(yōu)化模型；與試驗結(jié)果比較，其模擬結(jié)果平均相對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更為相似，驗證了該優(yōu)化模型的合理性。應(yīng)用該優(yōu)化模型于強風環(huán)境下瓷三傘絕緣子，在110kV直、交流電壓分別作用時，積污量隨粒徑增大而增大；隨風速增大，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；當風速與粒徑（u，dp）取值在[(13m/s，15m/s)，(20μm，30μm)]時，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