本文關鍵詞：輸電線路山火跳閘機理的模擬實驗和數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高壓輸電線路是電網(wǎng)運行的命脈,密切聯(lián)系著國計民生。最近十幾年中,全國范圍內(nèi)高壓輸電線路由于山火而導致的線路跳閘、停電停運事故越發(fā)增多,帶來巨大的經(jīng)濟損失。對該類線路跳閘事故進行科學有效的防治,需要深入認識山火引起線路跳閘的機理及其影響因素。由于植被燃燒過程的復雜性,山火導致其上方輸電線路跳閘涉及的機理非常復雜,目前存在很多不同甚至抵觸的觀點�？偨Y(jié)而言,目前國內(nèi)外學者較為認同的跳閘機理模型主要存在三種,分別為空氣密度下降模型(Reduced Air Density)、顆粒觸發(fā)模型(Particle-initiated Flashover)以及火焰導電率模型(Flame Conductivity)。本文主要從山火引起輸電線路跳閘的機理、模擬實驗及數(shù)值模擬幾方面開展研究。主要內(nèi)容如下：1、山火引起輸電線路跳閘的機理分析2、山火引起輸電線路跳閘的模擬實驗研究3、山火引起輸電線路跳閘的數(shù)值仿真模擬本文研究山火產(chǎn)生的高溫和帶電粒子影響放電通道電場分布進而導致高壓輸電線路跳閘的機理。首先從理論闡述火焰溫度對放電過程中相對空氣密度、空氣相對介電常數(shù)的影響,帶電顆粒對擊穿通道的電場分布的影響,通道電導率增大對放電過程發(fā)展的促進作用。實驗階段,分別選取正庚烷和木垛作為火源,在火焰不同區(qū)域布置電極以及電極間不同間距進行了一系列直流高壓擊穿實驗,驗證了火焰高溫及大量帶電粒子會大幅降低擊穿電壓。數(shù)值仿真階段,數(shù)值計算了在帶電粒子存在條件下放電通道中電勢及電場強度的分布,分析了空間電荷密度對電極表面電場的影響。結(jié)果表明空間帶電粒子數(shù)的變化對空間電場強度值以及變化規(guī)律有較大影響。通過上述理論分析、模擬實驗和仿真研究,本文在一定程度上闡述了輸電線路擊穿放電過程的微觀機理,揭示了山火產(chǎn)生的高溫和帶電粒子對擊穿電壓的影響及電極表面電場強度對觸發(fā)擊穿放電現(xiàn)象的意義。上述研究對于認識輸電線路山火跳閘現(xiàn)象,評估其危害性,具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：山火 輸電線路 擊穿電壓 高溫 火焰電導率
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 引言12-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 本文的研究內(nèi)容20
• 1.4 研究思路20-21
• 1.5 章節(jié)安排21-22
• 第2章 輸電線路山火跳閘機理的理論分析22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 山火引起輸電線路跳閘理論22-25
• 2.2.1 空氣密度下降理論22-23
• 2.2.2 顆粒觸發(fā)模型23
• 2.2.3 火焰電導率模型23-25
• 2.3 長空氣間隙放電25-28
• 2.3.1 長空氣間隙放電實驗研究25-26
• 2.3.2 長空氣間隙放電理論研究26-28
• 2.4 一維導線周圍電場數(shù)值計算28-29
• 2.4.1 等效電荷法28
• 2.4.2 高斯定理28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 輸電線路山火跳閘機理的實驗研究30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 實驗裝置30-33
• 3.2.1 實驗火源31
• 3.2.2 火源參數(shù)測量實驗裝置31-32
• 3.2.3 高壓放電實驗實驗裝置32-33
• 3.3 實驗步驟33-34
• 3.3.1 火源參數(shù)測量實驗步驟33
• 3.3.2 高壓放電實驗實驗步驟33-34
• 3.4 實驗結(jié)果及分析34-40
• 3.4.1 不同火源中心線溫度曲線34-35
• 3.4.2 火焰穩(wěn)定階段的平均電阻35-37
• 3.4.3 擊穿電壓與間隙長度和火焰電阻的關系37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 輸電線路山火跳閘機理的仿真研究42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 模擬方法43
• 4.3 數(shù)值模擬步驟43-44
• 4.4 模擬條件44
• 4.5 仿真模擬結(jié)果44-52
• 4.5.1 基礎模型結(jié)果45-48
• 4.5.1.1 幾何模型45
• 4.5.1.2 電勢圖45-46
• 4.5.1.3 電場強度圖46-47
• 4.5.1.4 電極間一維電勢變化圖47
• 4.5.1.5 電極間一維電場強度變化圖47-48
• 4.5.2 電荷密度對電極表面電場的影響48-49
• 4.5.3 擊穿判據(jù)49-50
• 4.5.3.1 電暈起始49
• 4.5.3.2 流注發(fā)展49
• 4.5.3.3 本文實驗電極表面電場強度結(jié)果49-50
• 4.5.4 棒-板電極放電實驗仿真模擬50-52
• 4.5.4.1 電勢圖50-51
• 4.5.4.2 電場強度圖51
• 4.5.4.3 一維電勢圖51-52
• 4.5.4.4 一維電場強度圖52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-58
• 5.1 本文主要結(jié)論54-55
• 5.2 本文主要創(chuàng)新55
• 5.3 本文的不足之處55-56
• 5.4 未來工作展望56-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-64
• 讀研期間發(fā)表的學術論文64

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