基于電場分布的接觸網(wǎng)染污復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-05-10 17:06
中國高鐵迅速發(fā)展,成為了我國最亮麗的名片。接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)不間斷供電,保證了列車正常運(yùn)營。接觸網(wǎng)絕緣子對供電導(dǎo)線起到絕緣和支撐的重要作用,由于安裝高度低,容易受到污染,惡劣條件下引發(fā)閃絡(luò)。復(fù)合絕緣子具有較優(yōu)的閃絡(luò)特性,但與傘裙的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。閃絡(luò)的根本機(jī)理是局部場強(qiáng)畸變引起電弧,因此場強(qiáng)和電位分布與閃絡(luò)密切相關(guān)。研究場強(qiáng)和電位分布有兩種方式,試驗(yàn)測試和數(shù)值仿真。試驗(yàn)測試周期長,結(jié)果受測試裝置影響,具有一定分散性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值仿真方式成為了一種主流手段。目前利用數(shù)值仿真的方式,進(jìn)行接觸網(wǎng)傘裙參數(shù)的研究還很少見。因此,有必要對接觸網(wǎng)絕緣子在染污狀況下,進(jìn)行傘裙參數(shù)的仿真研究。選用接觸網(wǎng)上使用的FQBG-25/16棒形柱式復(fù)合絕緣子為研究對象。根據(jù)實(shí)際尺寸參數(shù),在有限元軟件Ansoft Maxwell中建立相應(yīng)的2D仿真模型,并完成模型的前處理設(shè)置(材料屬性參數(shù)、激勵和邊界條件、網(wǎng)格剖分和求解條件)。進(jìn)行電場計(jì)算,得到清潔狀況下絕緣子沿面場強(qiáng)和電位分布狀況。在清潔模型的基礎(chǔ)上,得到絕緣子的污穢仿真模型。進(jìn)行電場計(jì)算得到場強(qiáng)分布規(guī)律,并與清潔狀況下的場強(qiáng)分布進(jìn)行...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 論文的選題背景和研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 污穢條件下絕緣子表面的場強(qiáng)分布研究
1.2.2 絕緣子傘裙參數(shù)優(yōu)化的數(shù)值仿真方式
1.3 論文的主要研究內(nèi)容
2 絕緣子電場分布的計(jì)算原理
2.1 電場數(shù)值計(jì)算方法
2.2 數(shù)值計(jì)算方法的對比
2.3 有限元法求解電場強(qiáng)度
2.3.1 基本理論
2.3.2 二維靜電場的求解原理
2.3.3 準(zhǔn)靜態(tài)場原理
2.4 有限元分析軟件Ansoft Maxwell介紹
2.5 小結(jié)
3 清潔干燥狀況下絕緣子的場強(qiáng)分布
3.1 建立仿真模型
3.1.1 基本參數(shù)及模型簡化
3.1.2 求解參數(shù)及邊界條件設(shè)置
3.2 清潔絕緣子沿面電場分布
3.3 清潔絕緣子沿面電位分布
3.4 方法驗(yàn)證
3.5 小結(jié)
4 接觸網(wǎng)染污復(fù)合絕緣子電場分布計(jì)算
4.1 基準(zhǔn)傘裙參數(shù)及污穢模型的確立
4.2 污穢狀況下和清潔狀況下電場和電位分布對比
4.3 優(yōu)化方法
4.4 優(yōu)化判據(jù)的選擇
4.5 小結(jié)
5 接觸網(wǎng)復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)仿真計(jì)算
5.1 傘間距參數(shù)優(yōu)化
5.1.1 選取傘間距參數(shù)
5.1.2 傘間距模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.2 大傘伸出參數(shù)優(yōu)化
5.2.1 選取大傘伸出參數(shù)
5.2.2 大傘伸出模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.3 大小傘伸出差參數(shù)優(yōu)化
5.3.1 選取大小傘伸出差參數(shù)
5.3.2 大小傘伸出差模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.4 傘裙傾角參數(shù)優(yōu)化
5.4.1 選取傘裙傾角參數(shù)
5.4.2 傘裙傾角參數(shù)電場計(jì)算結(jié)果分析
5.5 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電氣化鐵路接觸網(wǎng)絕緣子污閃預(yù)警檢測技術(shù)綜述[J]. 孫忠國,張文軒,王衛(wèi)東. 中國鐵路. 2016(10)
[2]高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)[J]. 趙巖. 電子技術(shù)與軟件工程. 2016(17)
[3]基于紫外成像技術(shù)的接觸網(wǎng)絕緣子污穢狀態(tài)檢測[J]. 金立軍,姜浩然,楊帆,段偉. 高電壓技術(shù). 2015(11)
[4]干燥帶對接觸網(wǎng)復(fù)合絕緣子電場分布的影響[J]. 張友鵬,陳志東,趙珊鵬. 鐵道學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于有限元法的染污直流支柱復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)優(yōu)化[J]. 郝艷捧,熊國錕,劉芹,薛藝為,李立浧. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(22)
[6]絕緣子傘形對直流污閃電壓氣壓下降指數(shù)的影響[J]. 李健,周軍,關(guān)志成,王黎明,黃瑞平. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(07)
[7]覆冰復(fù)合絕緣子電位分布有限元仿真[J]. 黎衛(wèi)國,郝艷捧,熊國錕,趙宇明,羅兵. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]復(fù)合絕緣子懸掛導(dǎo)線安裝絕緣護(hù)套后的污閃特性[J]. 梅紅偉,彭功茂,李健,戴罕奇,王黎明,關(guān)志成. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(31)
[9]500kV交流輸電線路組合絕緣子串試驗(yàn)分析[J]. 張銳,應(yīng)偉國,黃道春,張勤,袁田,阮祥勇. 高電壓技術(shù). 2011(04)
[10]干燥帶對染污支柱絕緣子電場分布的影響[J]. 徐志鈕,律方成,李和明. 高電壓技術(shù). 2011(02)
博士論文
[1]接觸網(wǎng)腕臂絕緣子污閃預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫忠國.中國鐵道科學(xué)研究院 2017
[2]高海拔地區(qū)特高壓直流復(fù)合支柱絕緣子傘裙優(yōu)化和污閃特性研究[D]. 谷裕.華南理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]精密可編程電容仿真及實(shí)現(xiàn)[D]. 季曉玲.青島大學(xué) 2018
[2]新建電氣化鐵路負(fù)荷預(yù)測及其有效性評估[D]. 秦永超.西南交通大學(xué) 2014
[3]線路的電暈及絕緣子的選型優(yōu)化研究[D]. 安帥.上海電力學(xué)院 2014
[4]復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷、污穢條件下電場仿真研究[D]. 劉芹.華南理工大學(xué) 2012
[5]交流復(fù)合絕緣子覆冰電位電場仿真研究[D]. 黎衛(wèi)國.華南理工大學(xué) 2012
[6]10kV合成絕緣子沿面電場分布計(jì)算及其憎水性變化因素分析[D]. 李名加.重慶大學(xué) 2002
本文編號:3179735
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 論文的選題背景和研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 污穢條件下絕緣子表面的場強(qiáng)分布研究
1.2.2 絕緣子傘裙參數(shù)優(yōu)化的數(shù)值仿真方式
1.3 論文的主要研究內(nèi)容
2 絕緣子電場分布的計(jì)算原理
2.1 電場數(shù)值計(jì)算方法
2.2 數(shù)值計(jì)算方法的對比
2.3 有限元法求解電場強(qiáng)度
2.3.1 基本理論
2.3.2 二維靜電場的求解原理
2.3.3 準(zhǔn)靜態(tài)場原理
2.4 有限元分析軟件Ansoft Maxwell介紹
2.5 小結(jié)
3 清潔干燥狀況下絕緣子的場強(qiáng)分布
3.1 建立仿真模型
3.1.1 基本參數(shù)及模型簡化
3.1.2 求解參數(shù)及邊界條件設(shè)置
3.2 清潔絕緣子沿面電場分布
3.3 清潔絕緣子沿面電位分布
3.4 方法驗(yàn)證
3.5 小結(jié)
4 接觸網(wǎng)染污復(fù)合絕緣子電場分布計(jì)算
4.1 基準(zhǔn)傘裙參數(shù)及污穢模型的確立
4.2 污穢狀況下和清潔狀況下電場和電位分布對比
4.3 優(yōu)化方法
4.4 優(yōu)化判據(jù)的選擇
4.5 小結(jié)
5 接觸網(wǎng)復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)仿真計(jì)算
5.1 傘間距參數(shù)優(yōu)化
5.1.1 選取傘間距參數(shù)
5.1.2 傘間距模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.2 大傘伸出參數(shù)優(yōu)化
5.2.1 選取大傘伸出參數(shù)
5.2.2 大傘伸出模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.3 大小傘伸出差參數(shù)優(yōu)化
5.3.1 選取大小傘伸出差參數(shù)
5.3.2 大小傘伸出差模型電場計(jì)算結(jié)果分析
5.4 傘裙傾角參數(shù)優(yōu)化
5.4.1 選取傘裙傾角參數(shù)
5.4.2 傘裙傾角參數(shù)電場計(jì)算結(jié)果分析
5.5 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電氣化鐵路接觸網(wǎng)絕緣子污閃預(yù)警檢測技術(shù)綜述[J]. 孫忠國,張文軒,王衛(wèi)東. 中國鐵路. 2016(10)
[2]高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)[J]. 趙巖. 電子技術(shù)與軟件工程. 2016(17)
[3]基于紫外成像技術(shù)的接觸網(wǎng)絕緣子污穢狀態(tài)檢測[J]. 金立軍,姜浩然,楊帆,段偉. 高電壓技術(shù). 2015(11)
[4]干燥帶對接觸網(wǎng)復(fù)合絕緣子電場分布的影響[J]. 張友鵬,陳志東,趙珊鵬. 鐵道學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于有限元法的染污直流支柱復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)優(yōu)化[J]. 郝艷捧,熊國錕,劉芹,薛藝為,李立浧. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(22)
[6]絕緣子傘形對直流污閃電壓氣壓下降指數(shù)的影響[J]. 李健,周軍,關(guān)志成,王黎明,黃瑞平. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(07)
[7]覆冰復(fù)合絕緣子電位分布有限元仿真[J]. 黎衛(wèi)國,郝艷捧,熊國錕,趙宇明,羅兵. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]復(fù)合絕緣子懸掛導(dǎo)線安裝絕緣護(hù)套后的污閃特性[J]. 梅紅偉,彭功茂,李健,戴罕奇,王黎明,關(guān)志成. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(31)
[9]500kV交流輸電線路組合絕緣子串試驗(yàn)分析[J]. 張銳,應(yīng)偉國,黃道春,張勤,袁田,阮祥勇. 高電壓技術(shù). 2011(04)
[10]干燥帶對染污支柱絕緣子電場分布的影響[J]. 徐志鈕,律方成,李和明. 高電壓技術(shù). 2011(02)
博士論文
[1]接觸網(wǎng)腕臂絕緣子污閃預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫忠國.中國鐵道科學(xué)研究院 2017
[2]高海拔地區(qū)特高壓直流復(fù)合支柱絕緣子傘裙優(yōu)化和污閃特性研究[D]. 谷裕.華南理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]精密可編程電容仿真及實(shí)現(xiàn)[D]. 季曉玲.青島大學(xué) 2018
[2]新建電氣化鐵路負(fù)荷預(yù)測及其有效性評估[D]. 秦永超.西南交通大學(xué) 2014
[3]線路的電暈及絕緣子的選型優(yōu)化研究[D]. 安帥.上海電力學(xué)院 2014
[4]復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷、污穢條件下電場仿真研究[D]. 劉芹.華南理工大學(xué) 2012
[5]交流復(fù)合絕緣子覆冰電位電場仿真研究[D]. 黎衛(wèi)國.華南理工大學(xué) 2012
[6]10kV合成絕緣子沿面電場分布計(jì)算及其憎水性變化因素分析[D]. 李名加.重慶大學(xué) 2002
本文編號:3179735
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