本文關(guān)鍵詞：鐘罩型絕緣子積污仿真模擬研究

  更多相關(guān)文章： 瓷鐘罩絕緣子 沉積判據(jù) 自然積污 仿真模擬

【摘要】：近些年來,輸變電設(shè)備外絕緣的污閃事故頻繁發(fā)生,對電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的危害。鐘罩型絕緣子廣泛應(yīng)用于高壓架空輸電線路,盡管其爬電距離比較大,耐壓等級比較高,但是其下表面的棱槽結(jié)構(gòu)使得其容易積污,自潔能力差,在一定條件下容易導(dǎo)致污閃事故的發(fā)生。因此,研究鐘罩型絕緣子的積污特性,在一定程度上,對于絕緣子表面污穢量動(dòng)態(tài)監(jiān)測、預(yù)防污穢閃絡(luò)具有十分重要意義。目前,國內(nèi)外學(xué)者大多從實(shí)驗(yàn)角度對絕緣子表面泄漏電流、電弧發(fā)展及閃絡(luò)特性進(jìn)行研究,對積污特性的研究較少。本課題對絕緣子積污的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了分析,探索性提出了污穢顆粒在絕緣子表面的沉積判據(jù)。介紹了該絕緣子在不同直流電壓等級作用下積污特性的本校風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并建立了該風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的仿真模型。采用COMSOL多物理場數(shù)值模擬軟件,對該絕緣子風(fēng)洞積污特性進(jìn)行了仿真模擬,并與所介紹的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證了所提出的沉積判據(jù)和仿真方法的合理性。以此為基礎(chǔ),對該絕緣子自然積污特性進(jìn)行了仿真研究,其中,直流電場采用穩(wěn)態(tài)仿真分析,交流電場采用頻域分析,并分析了風(fēng)速、顆粒粒徑、電壓類型等因素對該絕緣子自然積污特性的影響。結(jié)果表明:該絕緣子風(fēng)洞積污的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合,說明本文所提出的沉積判據(jù)和所采用的仿真方法具有合理性。在自然積污條件下,該絕緣子表面整體沉積率隨著風(fēng)速的增加而增加,并且具有“飽和”性;隨著顆粒直徑的增加,沉積率基本呈線性增加;絕緣子在直、交流電壓以及不帶電情況下,風(fēng)速對沉積率的增加作用是“相似”的;隨著風(fēng)速的增加,直流電、交流電以及不帶電情況下各傘裙的相對積污量差異逐漸減小,絕緣子上、下表面積污量的差異以及上、下表面沿傘裙分布的積污量差異都逐漸增加;不同的電壓類型下,污穢沉積率整體上直流的比交流的大,而交流電下沉積率與不加電時(shí)的相當(dāng);絕緣子接地側(cè)及中間傘裙的下表面積污量大于上表面積污量,高壓側(cè)傘裙上表面積污量大于下表面積污量;和風(fēng)速相比,粒徑對沉積率的影響更大;同一風(fēng)速下,直流電情況下的污穢沉積率與交流電、不帶電的沉積率差異隨著粒徑的增加逐漸增加。
【關(guān)鍵詞】：瓷鐘罩絕緣子 沉積判據(jù) 自然積污 仿真模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM216
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 氣候因素的影響11-12
• 1.2.2 地理環(huán)境的影響12-13
• 1.2.3 其它因素的影響13-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 COMSOL軟件及其仿真主要模塊簡介16-19
• 2.1 COMSOL Multiphysics軟件簡介16
• 2.2 AC/ DC電場模塊簡介16-17
• 2.3 粒子追蹤模塊簡介17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第3章 瓷鐘罩絕緣子積污特性仿真方法研究19-32
• 3.1 數(shù)學(xué)模型及其控制方程19-21
• 3.1.1 流場數(shù)學(xué)模型及其控制方程19
• 3.1.2 電場數(shù)學(xué)模型及其控制方程19-20
• 3.1.3 顆粒軌跡數(shù)學(xué)模型及其控制方程20-21
• 3.2 沉積機(jī)理力學(xué)分析21-23
• 3.3 風(fēng)洞積污特性實(shí)驗(yàn)研究簡介23-25
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置23-24
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)方法24-25
• 3.4 風(fēng)洞積污特性仿真模擬研究25-31
• 3.4.1 物理模型的建立25-26
• 3.4.2 網(wǎng)格劃分26
• 3.4.3 邊界條件的設(shè)定26-28
• 3.4.4 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析28-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第4章 瓷鐘罩絕緣子自然積污特性仿真模擬32-50
• 4.1 控制方程及邊界條件設(shè)定32-33
• 4.1.1 控制方程32-33
• 4.1.2 邊界條件設(shè)定33
• 4.2 流場及電場結(jié)果分析33-37
• 4.2.1 流場分析33-35
• 4.2.2 電場分析35-37
• 4.3 自然積污特性仿真模擬結(jié)果分析37-48
• 4.3.1 風(fēng)速對積污的影響分析38-41
• 4.3.2 粒徑對積污的影響分析41-46
• 4.3.3 電壓類型對積污的影響分析46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文57-58
• 致謝58

【相似文獻(xiàn)】

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