在電氣化鐵路接觸網(wǎng)中,接觸網(wǎng)腕臂支撐絕緣子是使用最為廣泛的高壓絕緣器件之一,在工作狀態(tài)下,接觸網(wǎng)絕緣子兩端承受27.5KV的單相交流電,并且還承擔接觸網(wǎng)懸掛張力的機械負荷,因此絕緣子的絕緣性能對整個電氣化鐵路接觸網(wǎng)的正常工作有著至關(guān)重要的作用。近些年來,隨著我國工業(yè)水平的快速提高,空氣污染問題也日益嚴重,空氣中的霧霾顆粒含量也在逐漸增多。在自然風的裹挾之下,灰塵顆粒會逐漸的積聚在絕緣子表面,當絕緣子所處的環(huán)境比較潮濕時,絕緣子的絕緣性能就會下降,就會造成絕緣子的局部放電,嚴重時會發(fā)生絕緣子污閃事件,這就會給整個電氣化鐵路的正常工作造成極大的危害。當絕緣子發(fā)生污閃事故時,整個供電系統(tǒng)處于短路狀態(tài),造成變電所跳閘,供電中斷,影響鐵路運輸系統(tǒng)的正常運營。因此,研究接觸網(wǎng)絕緣子的積污特性,掌握其在自然條件的積污規(guī)律,可以為接觸網(wǎng)絕緣子的清掃提供理論指導(dǎo),這樣就可以較少接觸網(wǎng)絕緣子污閃事故的發(fā)生,從而保證接觸網(wǎng)的正常供電和鐵路運輸系統(tǒng)的正常運營。本文利用COMSOL Multiphysics多物理場仿真軟件對接觸網(wǎng)絕緣子的自然積污情況進行了仿真模擬。首先分析了灰塵顆粒在接觸網(wǎng)絕緣子表面接觸時的受... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

接觸網(wǎng)腕臂支撐絕緣子現(xiàn)場圖

西南交通大學碩士研究生學位論文第15頁粒所處的環(huán)境溫度相關(guān)。通過擴散荷電的方式荷電的顆粒的電量計算公式如下：20004ln14iidKTNdeuqteKT=+(3-8)式中T—電荷所處空間的絕對溫度(K)；K—玻爾茲曼常數(shù)；i0N—離子的濃度(個/m3);iu—離子的擴散速度(ms)。顆粒通過與離子碰撞荷電的飽和電量計算公式為：02saKTqe=(3-9)接觸荷電又分為3類，包括固體和固體之間接觸起電、固體和液體接觸起電、液體和液體接觸起電等。固體的接觸荷電可以分為3個步驟，即固體的接觸、分離和摩擦，示意圖如圖3-1所示。接觸荷電產(chǎn)生的總電量q與接觸時的電荷量0q關(guān)系如下：00fqSqqA==(3-10)式中fS—逸散系數(shù)，其大小介于0和1之間；A—兩物質(zhì)之間的接觸面積(2m)；—兩物質(zhì)接觸面的荷電系數(shù)(Cm2)。圖3-1固體接觸荷電示意圖接觸荷電可以分為金屬之間的接觸荷電、金屬和半導(dǎo)體的接觸荷電以及金屬和絕緣體的接觸荷電。兩個半徑分別為1R和2R的金屬球通過接觸荷電，達到平衡狀態(tài)后獲得電量的計算公式如下：()1212121212-1.1511300()RRRRaQgRRRRM=+++(3-11)

西南交通大學碩士研究生學位論文第19頁碰撞點基于力學平衡和能量關(guān)系可以建立相應(yīng)的碰撞-黏附模型，可以借助此模型分析顆粒在絕緣子表面碰撞黏附時所受的力。碰撞示意圖如圖3-2所示：圖3-2顆粒碰撞示意圖3.2.2顆粒與絕緣子表面碰撞時受力分析以顆粒與絕緣子表面碰撞點的位置為坐標原點，顆粒與絕緣子表面碰撞處的法向方向為z軸正方向，建立笛卡爾坐標系。圖3-3為顆粒與絕緣子表面碰撞-黏附時的受力分析圖。圖3-3顆粒受力分析圖（1）法向受力分析顆粒主要受到以下法向力：粘附力af，碰撞力cf，電場力法向分量enf，重力法向分量gfcos。粘附力af：粘附力主要是范德華斯力。當一個直徑為pd的顆粒與表面接觸時，粘附力的表達式如下[69]：

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3074486