為研究接觸網(wǎng)絕緣子電暈放電特性,提出基于化學(xué)反應(yīng)與流體力學(xué)結(jié)合的絕緣子電暈放電2維數(shù)值模型,采用數(shù)值仿真模擬計(jì)算,分析在絕緣子電暈放電過程中電場強(qiáng)度、電子數(shù)密度、電子溫度和正離子數(shù)密度的動(dòng)態(tài)分布。通過分析瞬態(tài)仿真數(shù)據(jù)可知,絕緣子的沿面電場受絕緣子形狀的影響較大,在金具兩端和曲率半徑較大的傘裙外邊沿容易形成電離區(qū),電離區(qū)場強(qiáng)隨放電時(shí)間的改變較大;電子溫度分布與電場分布的變化趨勢相近;陰極區(qū)域,電子密度隨放電時(shí)間的增加緩慢增加,陽極和傘裙邊沿區(qū)域電子密度出現(xiàn)最大值;放電過程中N2的電子碰撞電離反應(yīng)是電子產(chǎn)生的主要方式,但由于電離閾值能量和電荷轉(zhuǎn)移等原因O2+比N2+的離子數(shù)密度大;本文提出的絕緣子電暈放電2維數(shù)值模型可真實(shí)模擬絕緣子電暈放電的暫態(tài)過程,對研究電暈放電的物理機(jī)理具有重要意義。 

【文章來源】：鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018,15(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

QBJ-25鐵道棒形絕緣子Fig.1ModelQBJ-25railbarinsulator

界條件仿真模型參考的絕緣子型號為QBJ-25鐵道棒形絕緣子。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其工作電壓為工頻單相交流電，爬距1400mm。因QBJ-25鐵道棒型絕緣子12個(gè)傘群大小尺寸完全一樣，為能明顯分析其電暈放電特性，本文模型省略中間10個(gè)傘群，將頭尾與金具相連的2個(gè)傘裙連接進(jìn)行仿真計(jì)算。圖1QBJ-25鐵道棒形絕緣子Fig.1ModelQBJ-25railbarinsulator表1仿真模型參數(shù)Table1Simulationmodelparameters本文模型H/mmD/mmL/mm參數(shù)140180200本文采用的電暈放電計(jì)算二維軸對稱模型如圖2所示。圖2接觸網(wǎng)絕緣子電暈放電計(jì)算模型Fig.2Coronadischargecalculationmodelofcatenaryinsulator圖3網(wǎng)格剖分圖Fig.3Gridsplitmap

鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)2018年7月18424)電子附著反應(yīng)241122212eR:2OeOO,k210(300/T)5)彈性碰撞1322R:NeeN,eV1422R:OeeO,eV6)復(fù)合反應(yīng)120.5154215eR:Oe2O,k1.410(300/T)1216216eR:Oe2O,k2.010(300/T)131742217R:OO3O,k10171819422R:OOM3OM,k210372021222R:OOM2OM,k210342.52222222R:eNN2N,k6.0710T342.5232223R:2eNeN,k6.0710T12242224R:OOO+O,k3.46107)絕緣子沿面反應(yīng)25222642R:NNR:N2N2722222822R:NOO+2NR:OO29423022R:O2OR:OO312322R:O0.5OR:O0.5O上述反應(yīng)中，Δε為電離能量；M=O2，N2；T和Te單位為K；k為反應(yīng)速率，單體反應(yīng)速率常數(shù)單位s1，二體碰撞的反應(yīng)速率常數(shù)單位為m3/s，三體碰撞的反應(yīng)速率常數(shù)單位為m6/s。1.3計(jì)算模型和關(guān)鍵邊界條件仿真模型參考的絕緣子型號為QBJ-25鐵道棒形絕緣子。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其工作電壓為工頻單相交流電，爬距1400mm。因QBJ-25鐵道棒型絕緣子12個(gè)傘群大小尺寸完全一樣，為能明顯分析其電暈放電特性，本文模型省略中間10個(gè)傘群，將頭尾與金具相連的2個(gè)傘裙連接進(jìn)行仿真計(jì)算。圖1QBJ-25鐵道棒形絕緣子Fig.1ModelQBJ-25railbarinsulator表1仿真模型參數(shù)Table1Simulationmodelparameters本文模型H/mmD/mmL/mm參數(shù)140180200本文采用的電暈放電計(jì)算二維軸對稱模型如圖2所示。圖2接觸網(wǎng)絕緣子電暈放電計(jì)算模型Fig.2Coronadischargecalculationmodelofcatenar

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]棒-板電極直流負(fù)電暈放電過程中重粒子特性的仿真研究[J]. 廖瑞金,劉康淋,伍飛飛,楊麗君,周之.  高電壓技術(shù). 2014(04)
[2]傘裙結(jié)構(gòu)對絕緣子表面流注發(fā)展特性的影響[J]. 孟曉波,梅紅偉,陳昌龍,王黎明,關(guān)志成,周軍.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]電暈放電老化對高溫硫化硅橡膠材料陷阱特性的影響[J]. 宋偉,申文偉,王國利,王育路,張冠軍.  高電壓技術(shù). 2013(04)

博士論文
[1]基于流體—化學(xué)反應(yīng)混合模型的空氣放電機(jī)理及特性研究[D]. 劉興華.重慶大學(xué) 2012



本文編號：3020459