强暴雨条件下棒-板间隙雨柱断裂特征仿真与试验研究

强暴雨条件下高压导线与杆塔之间的雨柱易发生断裂，降低了导线-杆塔间隙的电气绝缘性能。为了研究强暴雨条件下空气间隙雨柱的断裂特性，该文建立层流-水平集-电场耦合的二维仿真计算模型，提取雨柱断裂过程中的形态特征量及受力情况，分析不同外施电压、雨柱流速下断裂特征参数的变化规律，并开展棒-板间隙雨柱断裂特性试验验证，在此基础上分析直流电压极性对断裂特征参数的影响规律。结果表明：棒-板间隙雨柱断裂过程受电场力、表面张力和粘性力的共同作用，经过射流区、过渡区、断裂区三个阶段，提高外施电压加速了过渡区的螺旋运动，并增加了雨柱断裂的次数和数量。雨柱临界断裂长度、断裂直径均随外施电压的增加而减小，并与雨柱流速呈正相关，且负极性电压下的雨柱临界断裂长度大于正极性的结果。随着外施电压的增加，雨柱最大径向表面张力略有减小，与流速呈负相关；而最大径向电场力随之增加，且流速越大其值越大。断裂直径、临界断裂长度的试验结果与计算值吻合良好，最大偏差均小于10%。     

自清洁膜材料研究进展

以自清洁材料在光伏行业应用为例,综述了太阳能电池玻璃自清洁常用膜材料纳米二氧化硅和纳米二氧化钛应用发展历程、原理及存在的主要问题;分析了纳米二氧化钛自清洁膜材料难以商业化应用的主要原因;结合笔者相关研究工作,介绍了纳米石墨烯自清洁材料研究开发进展,建议加强纳米石墨烯在光伏、纺织、污水处理等行业的自清洁膜材料的应用研究;认为纳米石墨烯是促进自清洁技术升级换代的黑材料,随着纳米石墨烯复合材料的制备方法和技术不断更新,纳米石墨烯必将被更广泛地应用到自清洁领域中。     

强暴雨条件下110 kV硅橡胶绝缘子雷电冲击电弧发展过程与闪络特性

强暴雨常伴随雷电天气会导致输电线路、变电站和换流站绝缘子表面干、湿部位电场分布不均，易引发电场畸变，同时雷暴引起的雨柱会快速短接绝缘子伞间距，显著缩短电弧发展路径，致使线路跳闸并引起停电事故。为研究强暴雨条件下线路绝缘子雷电冲击放电特性和电弧发展过程，针对3种110 kV线路常用硅橡胶复合绝缘子开展了雷电冲击放电特性测试。结果表明：复合绝缘子雷电冲击电弧发展过程主要分为起弧、局部电弧发展、完全闪络，其放电发展时间及其持续时间均随降雨强度、雨水电导率的增大而降低；电弧平均发展速度随雨水电导率的增加呈幂指数关系上升，最大上升率高达43.8%，并随降雨强度增加呈指数式增大，且与绝缘子伞裙结构参数有关。复合绝缘子雷电冲击闪络电压随降雨强度增加呈负幂指数关系降低，伞间距较大的绝缘子闪络电压受降雨强度的影响愈加明显；雨闪电压随雨水电导率的增加而呈负幂指数下降。基于此，提出了降雨强度、雨水电导率综合影响的复合绝缘子雷电冲击闪络电压计算式，计算结果与试验结果一致性良好，偏差小于7%。研究结果为雷电活动频繁的强暴雨地区输电线路外绝缘设计、选择及防护提供了参考。