瓷绝缘子表面粘附颗粒的粒径分布特性及其影响因素研究

绝缘子表面差异性的粒径分布对沿面泄漏电流以及污闪电压具有重要影响。该文结合计算流体力学和碰撞沉积模型,对颗粒的粘附过程展开仿真研究,同时还分析了不同因素对粘附颗粒粒径的影响。结果显示,在典型气象条件下,瓷绝缘子表面的污秽颗粒的粒径分布存在统计特性,主要分布于5～50μm。此外,相对湿度和空气风速对粘附颗粒的粒径分布具有显著影响,而气动外形、电场类型和电场强度的影响相对较弱。本文研究可为后续开展更准确的绝缘子积污人工模拟试验及颗粒粒径对污闪的影响等研究提供支撑。     

绝缘材料表面污秽颗粒积聚规律研究北大核心CSCD

绝缘材料表面污秽颗粒积聚规律的不同会引起绝缘材料表面闪络电压的不同,从而对输电线路的安全运行造成影响。为了研究材料表面污秽颗粒积聚规律,文中利用人工气雾室,通过改变电极两端电压及环境相对湿度,对硅橡胶和钢化玻璃两种绝缘片进行人工积污试验,分析了材料类型、环境湿度、施加电压对污秽颗粒积聚速率、颗粒粒径、积污量等的影响。结果表明材料、电场以及环境湿度对表面污秽颗粒积聚均有影响:环境湿度对于绝缘材料表面污秽颗粒积聚效应的影响主要在污秽粒径大小及积污总量上;而电场强度不仅对绝缘材料表面污秽颗粒的粒径大小及积污总量上有影响,而且在污秽颗粒积聚速率上也有影响。同时通过理论分析,发现湿度对材料表面积污的影响主要是由污秽颗粒表面水膜附着程度以及材料亲水性能决定,而电场材料对表面积污的影响主要由材料电荷存储能力、污秽颗粒极化作用和电凝并效应共同决定。     

XWP2–70双伞型绝缘子表面污秽颗粒积聚特性

绝缘子表面积污通常是大气环境中污秽颗粒运动导致,而大气污秽颗粒粒径普遍处于0.1~100μm之间,其中雾霾颗粒的粒径通常10μm。首先利用流体力学软件FLUENT对具有双伞型结构的XWP2–70绝缘子表面的流场特性进行仿真,然后研究不同污秽颗粒粒径和不同风速下绝缘子表面污秽颗粒碰撞系数,同时利用建立的自然积污试验站对上述绝缘子进行了为期8个月的自然积污试验验证。研究表明:风速大小对绝缘子表面附近的气流场特性有影响;绝缘子表面的污秽颗粒碰撞系数P受到粒径和风速的综合影响。研究结果为建立雾霾环境下绝缘子积污模型提供了参考和借鉴,对输电线路外绝缘的选择和设计具有重要参考意义。     

流场与电场耦合作用下特高压复合绝缘子串的积污特性研究

利用流体力学的相关理论与方法,建立了流场和电场耦合条件下复合绝缘子串的积污仿真数值模型,研究了污秽颗粒粒径、风速、风倾角对复合绝缘子表面积污特性的影响。结果表明:复合绝缘子串表面对污秽颗粒的吸附能力随场强的增加而提高,随风速的提高而降低;一定范围内污秽颗粒粒径增大会增加绝缘子对污秽颗粒的吸附量;风倾角向上时增加了下表面对污秽粒子的吸附,风倾角向下时增加了上表面对污秽粒子的吸附。     

绝缘子表面对污秽颗粒的粘附力及长程吸引力

不同绝缘材料对污秽颗粒的粘附力差异会导致绝缘子积污结果存在差异。为此,利用原子力显微镜研究了不同污秽颗粒在不同绝缘材料(硅橡胶、瓷和钢化玻璃)表面的粘附力,以及表面荷电对颗粒粘附力的影响。结果表明,粘附力的大小与材料特性、粗糙度、表面电荷、颗粒粒径等因素有关。与瓷和钢化玻璃相比,硅橡胶对污秽颗粒的粘附力最大,且粘附力随着颗粒粒径的增大而增大。绝缘材料对导电颗粒的粘附力大于不导电颗粒。此外,绝缘材料表面较易荷电,这些电荷会对污秽颗粒产生较大的长程吸引力。硅橡胶表面电势越大,长程吸引力也越大。     

温度、湿度和风速对红外检测绝缘子的影响分析

为研究温度、湿度和风速对红外成像法检测绝缘子的影响,提高绝缘子红外检测的准确性,以110 kV绝缘子串为例,采用有限元分析方法研究温度、湿度和风速对均匀污秽和非均匀污秽条件下绝缘子串温度分布的影响。仿真表明:相同条件下,均匀污秽绝缘子温度略高于非均匀污秽绝缘子温度;温度对绝缘子红外检测影响较小;相对环境湿度显著影响绝缘子温度分布,湿度越低,越不利于检测,容易造成误检,其中相对湿度80%时,零值绝缘子容易被检测;风速对绝缘子温度分布影响较大,风速越大,对绝缘子温度分布影响越大,因此,对绝缘子进行红外检测时,风速不宜大于4 m/s。仿真结果可用于指导电网红外巡检工作,保障绝缘子红外巡检结果的准确性,从而实现电网的安全稳定运行。     

直流线路绝缘子自然积污污秽颗粒粒径分布特征

粒径是影响绝缘子积污的重要因素之一。为此采用激光粒度法对±660 k V银东直流输电线路长期积污后的线路绝缘子表面污秽颗粒进行粒径测量、统计分析,并区分不同带电形式、上下伞面、与导线间不同距离、绝缘子不同材质等,讨论线路绝缘子自然积污的特性和分布规律。统计结果表明:激光粒度法–干法测试线路绝缘子污秽粒径,其结果服从对数正态分布;负极线路污秽中10μm以下的小颗粒物含量略多于正极线路;绝缘子上、下表面污秽粒径分布范围大致相同,上表面平均粒径略大于下表面;离导线距离越近,细颗粒物含量越高;所有粒径参数范围内,复合绝缘子污秽颗粒的粒径均小于瓷绝缘子。不同条件下的污秽粒径分布差异,是由于污秽所受的力不同及绝缘子材质不同引起的。     

典型粉尘污染源下绝缘子积污粒径特征及其影响研究

从污秽颗粒粒径角度出发,测试分析了镍厂(金属)、化工厂两种典型粉尘污染源下绝缘子表面污秽粒径特征,并通过建立污秽颗粒沉积模型,研究了污秽颗粒粒径对积污的影响机制。结果表明:化工厂地区绝缘子表面污秽颗粒平均粒径仅为6.67μm,而镍厂地区绝缘子表面污秽颗粒平均粒径可达24.5μm;污秽颗粒粒径在20～30μm沉积率最大,因此镍厂区域内绝缘子表面积污严重;基于污秽颗粒沉积模型所得的仿真结果能够与现场积污现象互相印证,从而解释了污秽颗粒粒径对绝缘子积污的影响。     

计算流体力学在绝缘子积污特性分析中的应用

以XP-160线路绝缘子的积污特性为研究对象,利用计算流体力学方法,建立了求解线路绝缘子外部3维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,在得到了绝缘子外部流场的基础上分析了绝缘子的污秽颗粒碰撞系数(E)等撞击特性和空气来流速度(v)、污秽颗粒直径(dp)、气流风向倾角等对污秽撞击绝缘子特性的影响。结果表明:水平风向下,绝缘子上表面污秽颗粒碰撞系数随颗粒粒径或者风速的增大而增大,相对于绝缘子上表面,绝缘子下表面碰撞系数很小;非水平风向下,绝缘子上表面碰撞系数随自然风倾角的增大而减小,而绝缘子下表面则相反,且在易产生非水平气流的丘陵地区,XP-160绝缘子下表面污秽碰撞系数远远大于平原地区绝缘子。     

双流化床提升管颗粒循环流率实验研究

合理地控制颗粒循环流率是双流化床生物质气化装置稳定运行的关键。颗粒循环流率越大,产气品质越高。在自行搭建的冷态装置上,针对影响颗粒流率的气化室风速、提升管风速、物料粒径以及物料重量等因素进行了实验研究。结果表明:颗粒循环流率随着气化室风速、提升管风速的增加而增加,当达到一定值后,颗粒循环流率的增长趋势逐渐平缓;循环流率随着物料粒径的增大而明显减小,随着物料重量的增加基本成线性增加。     

复合绝缘子表面湿润积污过程的数值模拟方法

为深入了解绝缘子外部在湿润条件下的积污机理,基于计算流体力学原理CFD建立了求解湿润气象条件下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组和尘埃颗粒对流扩散的基本方程,提出应用CFD软件Fluent可对复合绝缘子表面固体尘埃颗粒湿沉降过程进行动态模拟的一般方法。结果表明:不同伞裙结构的复合绝缘子水滴撞击特性和尘埃颗粒对流扩散特性不同;绝缘子外流场尘埃颗粒的湿沉降过程可以简化为气液两相湍流和尘埃颗粒对流扩散的耦合问题;水滴的碰撞系数E,伞裙和杆径区域的烟灰(粒子)浓度c,一定程度上反映复合绝缘子是否容易积污以及覆冰和发生冰棱桥接。     

小流域水污染治理方法研究

水是战略性经济资源,是一个国家综合国力的有机组成部分,是维持人类和生态系统生存与发展的控制性因素之一。二十世纪以来,世界人口数量、经济规模迅速膨胀,人类对水资源的需求量越来越大,水环境恶化问题日益严重。如何治理小流域水环境污染,国内外科学工作者进行了大量的研究和实践。     

微细BaSO_4对铅酸蓄电池负极电性能的影响

报道了微细BaSO4粒子的制备,并测定了它对铅酸蓄电池负极容量的影响。结果表明：采用本文制得的微细BaSO4,可提高负极容量约10％,若与适当的有机膨胀剂配合,效果更好。     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究,绝缘子染污采用固体层法,试验结果表明,Y型绝缘子串与悬垂串相比,直流污秽闪络电压可提高约9%。在500 kV输电线路上采用Y型绝缘子串时,在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时,可减小杆塔尺寸,降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数,为500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。     

循环流化床锅炉的粒子循环

为了研究循环流化床锅炉的粒子循环规律,通过建立循环的数学模型,导出有关循环倍率、可燃粒子循环次数、剩余可燃物、飞灰未完全燃烧热损失、飞灰量、灰浓度系数、灰粒子循环次数等计算式,从而得出以下重要结论:在一定条件下循环倍率在数值上仅与分离器效率有关;剩余可燃物随着循环次数的增加成几何级数下降;对于一般的燃料,可燃粒子仅需少数几次循环即可基本燃尽;过高的循环倍率不利于燃烧工况的稳定;灰浓度系数在数值上仅与分离器效率有关。     

大气环境参数与电网污秽等级划分间经验算式的修正

大量污闪事故的环境监测数据表明,输变电设备外绝缘表面的污秽程度主要与大气环境污染有关。为此,介绍了国内一些研究机构给出的盐密值与大气环境参数间的经验公式,对经验公式的独立项选取提出了修正建议。以武汉市东湖高新环境监测点为例,选取了合适的独立项计算理论盐密值,并与监测点附近的实测盐密值进行对比,理论盐密值与实测盐密值较为符合。同时,利用该方法推算了湖北省17个地区理论盐密值对应污秽等级,与湖北电网各地区污区图的污秽等级实际情况基本一致。结论表明,在无法开展现场盐密测试或没有安装污秽监测装置的地区,可考虑利用经验公式并根据修正建议推算该地区的理论盐密值,作为该地区污秽等级划分的参考值之一。     

粉体静电实时在线监控系统设计

本文介绍了粉体静电实时、在线监控系统的设计,它由现场的定容式粉体静电监测仪和控制室内的监控机两部分组成,采用组态王作为监控软件,依据Modbus协议控制粉体静电监测仪进行粉体静电电荷的实时、在线、远程监测.论文介绍了系统的整体构成、工作原理及远程实时监控功能的实现方法.该监测系统弥补了手动方式监测粉体静电电量的不便,更有效的避免了石化行业中的燃烧、爆炸等重大事故的发生.实验结果表明,系统具有较好的重复性.     

磁流变液沉降稳定性研究现状与趋势

磁流变液的稳定性至关重要.对影响弥散粒子沉降稳定性的因素进行了讨论,指出并评述了表征磁流变液沉降稳定性的方法,综合介绍了提高磁流变液弥散粒子沉降稳定性的措施,包括表面活性剂和稳定剂的引入、纳米级物质的加入,用复合磁性响应粒子、轻质磁性材料作弥散粒子.最后展望了磁流变液的应用前景.     

直流GIL中线形金属微粒对柱式绝缘子表面电荷积聚的影响

针对直流气体绝缘金属封闭输电线路中导电微粒污染问题,研究其对柱式绝缘子表面电荷积聚的影响。首先基于麦克斯韦方程组理论,对绝缘子表面电荷的积聚情况进行分析;并进一步纳入微粒污染以及气体侧空间离子的产生、复合、迁移、扩散等作用,建立了微粒污染情况下包含气体侧微观机制的绝缘子表面电荷积聚模型,利用COMSOL软件对不同极性下绝缘子表面附着微粒以及绝缘子附近存在悬浮微粒两种情况分别进行了求解分析。此外,结合前人实验研究的数据证明了仿真方法与结果的有效性和正确性。结果表明:附着绝缘子表面的导电微粒可引起表面电荷的积聚激增,其中附着在中间部位的微粒引起的电荷激增量更为显著,且微粒两端积聚电荷的电性相反;悬浮微粒对表面电荷积聚的影响较小,当悬浮微粒距绝缘子表面垂直距离超过4倍微粒直径时,其对绝缘子表面电荷的影响可以忽略。     

燃煤电厂重金属污染与控制

对燃煤重金属的种类、存在形式以及危害进行了介绍,并重点阐述了国内外对燃煤重金属的一些控制措施。同时,指出在煤燃烧中添加固体吸附剂是一种相对经济和有效的控制重金属排放的方法。