本文關鍵詞：高壓直流輸電線路絕緣子積污特性試驗與仿真研究

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【摘要】：隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展,電網電壓等級的不斷提高,電力設備外絕緣污閃事故日益嚴重,給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來了極大的隱患,影響了國民經濟的發(fā)展。研究不同型號絕緣子在不同氣候、地域條件下的積污特性,對了解絕緣狀態(tài)、預防絕緣子污閃有重要意義。目前,國內外學者大多利用自然積污試驗研究絕緣子積污特點,而通過流體力學數值仿真方法分析絕緣子積污規(guī)律的工作還有所不足。本文主要通過自然積污試驗與仿真模擬相結合的方法,研究瓷鐘罩和復合絕緣子的積污特點及其影響因素,結果具有一定理論及工程意義。本文針對±660kV銀東線路常見的絕緣子進行了為期一年的自然積污試驗,總結了不同型號絕緣子上、下表面污穢不均勻系數、灰鹽比等參數的變化規(guī)律。利用AutoCAD軟件建立了U550BP/240H瓷鐘罩絕緣子和FXBZW-±660/300復合絕緣子的物理三維模型,并導入流體力學仿真軟件Fluent中進行氣固兩相流模擬,分析了絕緣子表面靜壓、周圍氣流速度的分布情況,研究了污穢粒子與絕緣子表面的碰撞特性,總結了風速、污穢粒子粒徑、風傾角、電場力等因素對絕緣子表面的污穢撞擊率影響規(guī)律。自然積污試驗結果表明：瓷絕緣子上下表面污穢不均勻系數遠大于復合絕緣子；同串絕緣子積污具有高壓端和接地端積污比較嚴重,中間部分積污較輕,且分布呈鋸齒狀的特點；復合絕緣子傘裙直徑越小,積污越嚴重；瓷絕緣子、復合絕緣子灰鹽比都服從正態(tài)分布規(guī)律,瓷絕緣子灰鹽比高于復合絕緣子。數值仿真結果表明：絕緣子迎風面靜壓值大于背風面,氣流速度在接近絕緣子表面時會迅速下降并接近零,在絕緣子表面形成邊界層,這有利于污穢的積累。污穢粒子與絕緣子表面碰撞特性主要受到氣流曳力、重力、電場力的綜合作用。當風速或粒徑增加時,絕緣子表面污穢撞擊率有所增加,粒徑對污穢撞擊率的影響比風速更明顯。風傾角向上時,下表面污穢撞擊率上升,且傾斜角度越大,下表面的污穢撞擊率越高；風傾角向下時,上表面污穢撞擊率上升。風速、粒徑較小時,荷電塵粒易在電場力的作用下使污穢撞擊率增加,當風速增加時,粒子受到氣體曳力影響更明顯,電場力的影響減弱。通過有限元法仿真計算了復合絕緣子串表面場強分布特點,發(fā)現場強分布與絕緣子串積污分布具有較高一致性,即“中間低,兩頭高”,證明荷電塵粒易在電場力作用下沉積在傘群表面。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM216;TM75

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