雾霾天气下动车组车顶绝缘子积污特性研究

动车组高速运行过程中车顶绝缘子周围产生的高速气流影响其表面积污规律。为了在实验室中模拟雾霾天气对车顶绝缘子的污闪特性影响,研究了不同空气质量指数(AQI)条件下在网运行动车组车顶高压隔离开关绝缘子表面积污特性,并进行分析比较。试验结果表明:不同AQI条件下,绝缘子伞裙表面等值盐密(ESDD)及灰密(NSDD)均出现在绝缘子中上部伞裙,不同伞裙表面污秽分布具有一定的波动性;除底部伞裙外,其余伞裙上表面ESDDE及NSDD均大于下表面;伞裙表面积污量与AQI呈正相关,其中AQI对ESDD的影响较显著。     

高速气流下动车组车顶绝缘子积污特性研究

动车组高速运行过程中车顶绝缘子周围产生的高速气流会影响其表面积污规律。为了研究车顶绝缘子在高速气流条件下的积污特性,利用风洞试验模拟高速气流条件,研究了动车组高压隔离开关复合绝缘子在不同时长的高速气流条件下的积污特性,并进行分析比较。试验结果表明:在高速风洞试验条件下,绝缘子表面积污具有饱和特性;随着高速气流作用时间的增加绝缘子背风面所占面积比例越小,背风面与迎风面灰密的比值越大;绝缘子上表面灰密大于下表面灰密,并且高速气流作用时长对绝缘子上下表面污秽分布不均匀度影响较小。     

车顶绝缘子空气动力结构优化及其积污特性研究

为了提高高速列车运行安全稳定性，防止车顶绝缘子在雾霾天气下发生污闪，对污秽颗粒在绝缘子表面的沉积过程进行受力分析，根据受力分析结果对车顶绝缘子进行结构优化，提出两种空气动力结构绝缘子，并对优化结构进行流体力学仿真与风洞积污试验。结果表明：相比于传统结构绝缘子，空气动力结构绝缘子绕流速度大幅度提升，背风面流线有序不存在逆流现象，边界层分离点延后，旋涡运动大幅度减弱，气流分布状况得到了良好改善。空气动力型绝缘子的背风面积污量大幅减小，表面整体积污量小于传统结构绝缘子，积污更容易达到饱和，且污秽分布更加均匀。     

动车组车顶硅橡胶支柱绝缘子闪络特性的试验研究

车顶支柱绝缘子作为动车组牵引供电系统最为重要的外绝缘设备之一,将受电弓与车顶进行电气隔离。列车在运行过程中,动车组车顶的支柱绝缘子会暴露于自然空气中,在不同的自然气候环境下其伞裙表面也会主要呈现干燥、湿润及污秽3种不同状态,而且在高速气流下,绝缘子表面极容易吸附污秽。硅橡胶复合绝缘子具有良好的憎水性,电力系统普遍选用其作为车顶支柱绝缘子。为探究它们在不同环境下的绝缘特性,在高压实验室对试品绝缘子分别进行干闪、湿闪、污闪试验,获取相应的闪络电压。结果显示,此种绝缘子污闪电压远低于干闪和湿闪电压,且呈现伞裙表面污秽等值盐密越高,污闪电压越低的趋势。因此,及时清理绝缘子表面污秽,使其始终保持低污秽覆盖的状态,对列车稳定运行及车厢内乘客安全有重要意义。     

基于DEM-CFD耦合的绝缘子表面动态积污特性的研究

为研究绝缘子表面的动态积污特性,利用DEM-CFD耦合技术模拟污秽颗粒运动、接触粘附、聚团及风力清除的动态积污过程,将积污过程可视化的同时考虑范得华力、静电作用力及液桥力对粘附作用的影响,建立其动态积污模型,并提出表面积污率和积污严重度系数综合评价绝缘子表面积污状况,得到表面积污率和严重度系数随颗粒直径及时间变化的关系。结果表明:在和风状态下,一定时间内,绝缘子的表面积污率呈幂函数增加趋势;小于10μm的颗粒随风动性及粘附性较好,静电作用增大颗粒粘附,颗粒主要积聚在伞裙下表面漩涡区及伞柱上;大于60μm的颗粒重力沉降及碰撞反弹效果好,颗粒主要积聚在上表面;伞裙下表面和伞柱上风力清除效果不好,积污严重度系数较伞裙上表面大。     

长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的试验研究

为研究长棒形瓷绝缘子的污闪特性,指导线路绝缘配置与选型,采用交流人工污秽试验方法,研究了盐密、污秽不均匀度对单节长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的影响,得到了长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数。试验表明:长棒形瓷绝缘子污闪电压与盐密值之间满足负幂指数关系;长棒形瓷绝缘子表面污秽含量一定时,随着伞裙上下表面污秽不均匀度的增加,其污闪电压先增加后减小;绝缘子迎背风面不均匀积污时,其污闪电压高于均匀积污的情况。以双伞型瓷绝缘子串为基准时,灰密1.0 mg/cm~2的长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数为K_1=0.611 6S~(-0.11)。     

超特高压耐张复合绝缘子伞形研究和优化设计

研究有关复合绝缘子伞形的标准和文献资料,结合对水平安装的复合绝缘子伞形积污特性对比分析、伞裙受力特性研究,优化设计出了一种用于d或e级污秽等级的超特高压耐张复合绝缘子伞形结构,并通过人工踩踏试验和人工污秽试验,对伞形设计进行了验证,取得了预期的效果。     

不同伞裙结构的列车车顶绝缘子的电场分布及其优化

采用MAXWELL电场有限元分析软件,计算了不同伞裙结构的车顶绝缘子的电场分布,结果表明不同结构类型的车顶绝缘子的表面电场存在着畸变,尤其在金属附件与瓷体的连接处,伞裙与芯杆交接的处,电场畸变更为强烈。加大绝缘子两端的伞径,调整好伞间距,改进伞裙上下两面的倾角,均可在一定程度上优化绝缘子的电场分布,从而提高其防闪络的性能。     

基于流体力学的绝缘子自清洁结构设计

复合绝缘子运行过程中存在污秽累积和腐蚀硅橡胶伞裙的问题,绝缘子清洗也存在难度大成本高的问题。本文基于流体力学提出了一种适用于复合绝缘子的新型伞裙结构,从而达到提高绝缘子自洁能力的目的。这种伞裙主要依靠空气流过绝缘子时的循环运动来除去附着在绝缘子伞裙表面的沉积污秽物,通过空气动力结构的优化设计使得较大体积的颗粒物也能够被气流自然带离。该设计能够较好的应用于具有疏水性的硅橡胶涂层,试验结果表明当气流流过新型硅橡胶伞裙时,下降气流的速度总是大于上升气流的速度,从而使得颗粒沉积时间达到最短。结合硅橡胶的良好疏水性以及伞裙结构优势带来的良好自清洁性可以提高复合绝缘子的使用寿命。     

±800kV宾金线浙江段带电绝缘子积污特性及离子成分分析

为获得特高压直流电场作用下的盘型悬式绝缘子带电积污特性及其污秽离子成分特征,在±800 kV宾金线浙江段选取3基典型环境杆塔,同塔设置高电位污秽测试串、地电位污秽测试串,积污1年、2年后开展等值盐密、等值灰密测试,对绝缘子积污带电系数、电场对污秽增长的影响进行了分析,并对积污2年时绝缘子上、下表面的离子成分进行了研究。结果显示,绝缘子积污2年时等值盐密、等值灰密带电系数分别为1. 54、1. 36,与单年积污结果相近;高电位绝缘子串的污秽增长率与地电位串接近;绝缘子上、下表面的污秽离子主成分一致,但主成分离子比例存在差异,下表面Ca~(2+)占比显著高于上表面。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...     

考虑风速风向联合分布的双坡屋面风致疲劳研究

为研究风荷载作用下大跨度低矮建筑金属屋面板的疲劳损伤分布规律,以坡度为1/60的双坡屋面建筑为研究对象,基于1975～2019年间的风速风向数据,研究了双坡屋面板50年重现期的疲劳损伤累积值。采用Gumbel分布描述日极值风速分布,混合Von Mises分布描述风向分布,并用单参数Archimedean Copula函数描述二者的相关性,得到了风速风向的联合分布; 基于双坡屋面的测压风洞试验结果,考虑连续变化风速和离散风向角对疲劳寿命的影响,研究了金属屋面板的疲劳损伤累积值。结果表明:双坡屋面板疲劳损伤与主导风向、屋面位置等因素密切相关,位于主导风向处的迎风屋檐、边角等气流分离位置的疲劳损伤累积值远大于其他区域; 良态风环境下,该双坡屋面金属屋面板50年风致疲劳损伤累积值最大可达0.746,风荷载可引起迎风屋檐、边角位置金属屋面板的疲劳破坏; 对于金属屋面板而言,风致疲劳破坏是引发风揭事故的巨大隐患,应高度重视。     

Distributions of airflow in four rectangular section roadways with different supporting methods in underground coal mines

A study has been carried out in four rectangular section roadways with different supporting methods in Yuwu Coal Company (a longwall mine), by measurements of airflow velocities in cross-section of the roadways. The asymmetrical distributions of airflow in each roadway section was obtained. The paper analyzes the low airflow velocity region of roadways through the drawing of the distributions of airflow in each roadway section. The supporting methods influence the low airflow velocity region around the roof and wall of roadways. It is shown that the low airflow velocity region increase with surface roughness of the roof and wall. The high airflow velocity region was located around the floor of the roadway with rough roof and wall. However, in the roadways with smooth roof and wall the high airflow velocity region was located around the center of section. The risk assessment should be carried out in the low airflow velocity region in the roadway with rough roof and wall. To ensure the safety of coal mining, higher volume of air intake or more smooth roof and wall of the roadways should be achieved in a dangerous zone.     

间歇性列车风对支撑绝缘子污闪影响分析

针对电气铁路支撑绝缘子污闪情况,分析了在列车风环境下,高速机车间歇列车风环境对支撑绝缘子表面积污状况的影响。分析表明,在列车风环境下,绝缘子两端部积污明显,应以端部积污状态来确定清扫频率;在输电线路闪络模型的基础上,结合在间歇性列车风影响下支撑绝缘子闪络的特点,分析了风场环境及风速对污闪的影响,修正了闪络模型。     

车顶用柱式复合绝缘子风载下的试验与分析

电力机车车顶用柱式复合绝缘子风洞试验分析结果表明:电力机车在不同的运行速度下,其车顶用柱式复合绝缘子的主体挠度形变量及伞裙变形角度不同,机车时速越快,主体挠度形变量及伞裙变形角度就越大,但所有产品挠度形变量均小于2mm,伞裙变形均在3mm范围内,伞裙变形角度均小于2°,停风后,伞裙恢复均在1mm以内。在产品结构高度一致时,其形变量主要取决于绝缘子伞裙的形状、数量、迎风面积和主体直径的大小,停风后的伞裙恢复取决于伞裙形状设计及伞套材料的配比。     

故障绝缘子的发热机理及其红外热像检测

绝缘子故障主要指绝缘电阻劣化和表面污秽.在分析讨论引起绝缘子发热的电阻劣化和表面污秽机理基础上,利用绝缘子等值电路模型分析了绝缘子在电阻劣化和表面污秽时的发热规律以及实际运行绝缘子的热像特征.结果表明:低值、零值和污秽绝缘子的发热规律和热像特征具有明显的差异,故可用高分辨的红外热像仪来检测和分析实际运行中的绝缘子运行状...     

低层双齿大棚屋面风致积雪分布研究

为研究低层双齿大棚屋面的风致积雪分布规律,基于FLUENT软件中的Mixture多相流模型,建立了风雪两相流场模型。为验证风雪两相流场的准确性并选择合适的湍流模型,采用k-w,SST k-w和k-kl-w湍流模型分别对立方体周围积雪分布进行数值分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比以验证数值方法的正确性,进而详细研究了风速、风向角、屋面坡度比和结构双齿长宽比对低层双齿大棚屋面风致积雪分布的影响。结果表明:风雪两相流模型和k-kl-w湍流模型建立的风雪两相流流场可以较好地反映低层双齿大棚屋面的积雪分布情况; 大棚屋面积雪厚度随着风速和屋面坡度比增大而减小,且屋面坡度比的影响程度较风速与风向角的影响小; 大棚屋面积雪受侵蚀和堆积区域位置随风向角变化而变化; 大棚结构长宽比对屋面积雪分布的影响较小; 低层三齿大棚屋面和低层四齿大棚屋面的屋面积雪分布系数可参考低层双齿大棚屋面; 提出的低层双齿大棚屋面积雪不均匀分布系数可为低层双齿大棚屋面的冬季防雪灾设计提供参考。     

复合绝缘子伞型结构对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点以及安装环境导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区.随着电压等级和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重.强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,降低绝缘子的运行寿命,对电力安全运行造成严重威胁.笔者通过对110kV、220kV的普通伞型与特殊伞型4种复合绝缘子的电场对比计算表明,...     

强耐雷复合绝缘子设计研究

复合绝缘子已经在电力系统中得到广泛的应用,随之而来的雷击闪络事故也越来越多。从一般复合绝缘子的结构特点开始分析,得出造成其雷击闪络事故的主要原因是沿面场强分布不均,两端金具附近具有强电场区。并提出相应的改造措施:优化使用均压环,采用金属贴膜技术。最后根据上述措施设计了一种强耐雷复合绝缘子,并通过试现场验验证了该绝缘子的耐雷水平。     

Prediction of airflow and temperature field in a room with convective heat source

A CFD simulation of airflow and temperature field in a heated room has been described in the paper. The tracking of pollutant particle movement is also presented here. The comparisons between computation and experiment show good and acceptable agreement. It can be concluded that CFD prediction can capture the main features of convective flow and provide satisfactory results. It can be seen that the thermal wall jet created by a radiator greatly influences the airflow pattern, temperature and pollutant particle distribution in the heated room. It can also be seen that the area close to the heat source has a high risk of air-borne contamination and imposes a harmful effect on the occupant.