动车组支柱绝缘子伞裙不同部位积污特性的仿真研究

为研究动车组支柱绝缘子伞裙不同部位积污特性,将动车组支柱绝缘子伞裙分为迎风面、背风面和侧风面,建立了积污特性的流场计算模型,以质量沉积率为表征积污特性的参数,分析了不同部位质量沉积率与污秽颗粒粒径、气流速度之间的关系,比较了不同部位质量沉积率的差异性。仿真结果表明:迎风面和侧风面质量沉积率随污秽颗粒粒径的增大而增大,背风面质量沉积率随污秽颗粒粒径的增大而减小;不同部位质量沉积率与气流速度的关系受污秽颗粒粒径的影响,当污秽颗粒的粒径大于10μm时,随着气流速度增大,迎风面和侧风面质量沉积率增大,背风面质量沉积率保持为0,在相同污秽颗粒粒径和气流速度条件下,迎风面质量沉积率大于侧风面,而当污秽颗粒的粒径小于10μm时无上述规律。     

基于BP神经网络模型的复合绝缘子伞裙优化技术北大核心CSCD

伞裙参数对复合绝缘子的性能有着决定性的影响,为在确定的绝缘距离下得到污闪性能优异的复合绝缘子,文中分别采用人工污秽试验和机器学习的方法对复合绝缘子伞裙结构参数的优化问题开展了研究。机器学习的基础是数据,文中首先对不同伞裙结构参数的12种复合绝缘子试品完成了人工污秽试验,获得了关键伞裙参数对交流污闪电压的影响以及具有优异污闪性能的伞裙参数需满足的条件;其次,为深度挖掘人工污秽试验数据的价值,文中使用RMSprop梯度下降算法建立了以复合绝缘子伞裙结构参数和表面污秽度为输入的4层BP神经网络模型,可实现对交流污闪电压的预测以及性能比较,结果表明模型预测的平均误差小于6%,最大误差小于10%,采用机器学习算法与采用人工污秽试验所得的复合绝缘子伞裙优化结果是一致的,结论可为复合绝缘子的产品设计和性能校验提供参考。     

伞裙结构对绝缘子表面流注发展特性的影响EI北大核心CSCD

绝缘子伞裙结构的设计要考虑诸多影响因素,合理的设计绝缘子的伞裙结构可以提高沿面闪络电压,保证输电线路供电的可靠性。研究了伞裙结构对沿面预放电(流注放电)特性的影响,从如何抑制沿面流注放电的角度探讨了绝缘子伞裙结构的设计。从沿面流注放电的试验结果发现:光滑圆柱绝缘子表面流注拥有两个分量,即"沿面分量"和"空气分量",而带伞裙的绝缘子表面流注"沿面分量"不能越过伞裙传播到达上极板,只有"空气分量"可以到达上极板。此外,带伞裙绝缘子表面流注稳定传播场强大于光滑绝缘子表面流注稳定传播场强。沿面流注稳定传播场强与伞裙直径成正比,而相同电场下的流注传播速度则和伞裙直径成反比。伞裙位置对流注传播特性也有很大影响,在一定距离范围内,伞裙越靠近流注起始位置,流注传播越困难。     

高寒区交流复合绝缘子积污特性

为了探索运行年限及伞型结构对高寒区复合绝缘子伞套表面积污状况的影响,文中采用等值盐密、灰密法对黑龙江地区24支复合绝缘子的积污特性展开测试,测试对象包括绝缘子大、小伞的上下表面和护套表面。结果表明,该地区绝缘子经过3年运行后,积污已经达到饱和状态。对比不同伞型结构绝缘子发现,一大两小结构的绝缘子积污最轻,一大一小结构次之,等径结构绝缘子积污最为严重。通过对每支绝缘子伞套表面不同部位盐密、灰密值进行分析发现,绝缘子伞面积污存在不均匀性,表现为:绝缘子伞裙上伞面的积污状况小于下表面;而在大伞小伞和护套之间,护套表面积污最重,小伞其次,大伞表面的积污最轻。     

复合绝缘子加装超大伞裙结构的污闪特性

为了进一步提高沿海输电线路复合绝缘子的外绝缘性能,抑制其污秽放电现象和污闪事故的发生,采用了在复合绝缘子不同位置加装不同数量超大伞裙来提高其爬电距离,进而改善其外绝缘性能的方法.考虑到复合绝缘子的污闪特性不仅与其本身的爬电距离直接相关,而且与其伞裙结构密切相关,以2种常用的220 kV复合绝缘子为研究对象,通过人工污秽...     

伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度分布的影响

为研究伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度的影响,建立了复合绝缘子伞裙不同位置的脆化模型,利用有限元对其电场强度和电位进行仿真分析。分析结果表明:伞裙脆化后金具处最大电场强度值比正常值大;高压端脆化部位的电场强度发生严重畸变,随着脆化位置向低压端靠近,脆化伞裙沿面电场强度先减小后缓慢增大;高压端脆化部位电位分布明显比正常值高,使单片绝缘子承受电压偏大,加速绝缘子老化,但越靠近低压端这种影响越不明显。提出通过改进伞裙和护套的材料配方(如采用白炭黑)来提高复合绝缘子抗污、抗脆化能力的建议。     

盐雾环境下瓷及复合绝缘子积污特性模拟研究

盐雾环境下的污秽物具有较高的可溶盐含量,可造成绝缘子绝缘性能下降,进而危及电力系统的安全运行.以XWP2-160型瓷双伞绝缘子和FXBW-110/120-2型复合绝缘子为研究对象,基于场致荷电机理,利用多物理场耦合软件COMSOL对其积污特性进行数值模拟,探索了盐密ESDD的计算方法,并验证了其合理性.利用该方法研究了盐雾环境下风速、雾滴粒径、电压类型对瓷及复合绝缘子积污特性的影响,分析了污秽沿绝缘子伞裙的分布规律.结果表明:复合绝缘子的积污量大于同条件下瓷双伞绝缘子积污量,盐雾环境频发地区可优先考虑瓷双伞绝缘子;直流电压下,瓷及复合绝缘子的积污量增长趋势均与风速、粒径呈正相关;复合绝缘子积污量沿伞裙近似呈U型分布,瓷双伞绝缘子积污量沿伞裙近似呈M型分布,且风速越大分布趋势越明显.     

电场对复合绝缘子积污特性影响的探究

绝缘子的积污规律很大程度上取决于绝缘子周围尘粒的运动特性,通过试验和数值计算两种途径探究了各种因素对尘粒运动的影响.通过同轴电极模型试验探究了电场对尘粒运动的影响,建立了简化的二维轴对称数值计算模型,模拟了尘粒在极化力、电场力、稳态曳力和重力同时作用下的运动轨迹,仿真结果与试验结果比较符合,最后,计算了真实特高压直流复...     

特高压交流复合绝缘子伞裙结构的优化设计

以750kV超高压交流、1000kV特高压交流输电线路工程为背景,介绍了线路悬式复合绝缘子伞裙结构的优化设计。在对14种不同伞裙结构的复合绝缘子试品进行人工污秽闪络试验的基础上,结合前期得到的对复合绝缘子伞裙积污特性仿真分析计算结果,优化选择了悬式复合绝缘子的伞裙结构,以使它们具有较优的综合性能。人工污秽试验及计算机仿真分析的结果表明,使用优化后的伞裙结构,可使线路悬式复合绝缘子同时具有较高的污闪电压、较优的积污特性以及较好的工程应用经济性。研究结果可为750kV超高压交流、1000kV特高压交流输电工程外绝缘的设计和绝缘子的选型提供理论依据。     

强风区复合绝缘子伞裙撕裂研究

复合绝缘子相关技术的研究与进步推动了我国特高压输电线路的建设和发展,对复合绝缘子的制造工艺、材料、试验方法、老化问题、机械性能、脆断、伞裙结构等方面的研究一直是高电压绝缘领域的重点。复合绝缘子的伞裙破坏问题是强风灾害下出现的新问题,无相关研究成果见诸报道,在IEC和国家标准中尚未有针对性的条项。利用风洞试验和模拟仿真,揭示强风时流体与复合绝缘子伞裙作用过程,阐释复合绝缘子伞裙的破坏机制。研究发现,在风速高于35 m/s时,试验使用的复合绝缘子伞裙将发生高频大幅振动,导致伞裙根部发生严重的应力集中,在周期循环载荷作用下,伞裙根部长期处于应力疲劳状态,伞裙根部出现微裂纹,进而扩展为深度裂纹,贯穿伞裙根部最终导致伞裙撕裂问题。     

复合绝缘子伞裙的材料配制及技术参数确定

介绍了复合绝缘子伞裙的性能特点，分析了为保证复合绝缘子伞裙在产品运行过程中发挥应有的性能，其材料的技术参数应如何选择及其绝缘材质的配制。     

在役复合绝缘子伞裙材料老化研究

选取内蒙古电网不同输电线路多支在役复合绝缘子,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、邵氏硬度计及拉伸试验机等仪器对各系列复合绝缘子高压侧伞裙材料性能进行表征分析。结果表明,随着运行年限的增加,绝缘子伞裙表面粗糙度基本呈逐渐增大趋势,而C元素质量分数和Si-CH3峰面积则随运行时间的增加不断下降;此外,硅橡胶材料的老化对伞裙硬度、拉伸强度及断裂伸长率同样具有显著影响。最后,基于各特征参量测试结果建立寿命预测模型,并初步制订复合绝缘子老化性能判断依据。     

普通钟罩型绝缘子积污特性模拟研究*

普通钟罩型绝缘子在输电线路仍具有不可替代的重要应用,以XP 70型绝缘子为研究对象,利用仿真软件建立多物理场耦合模型,分析绝缘子附近流场与绝缘子表面所受压力后得到如下结论：空气场在经过固体绝缘子时将在绝缘子下表面凹槽部分产生低速涡流区,该区域有利于固体颗粒的降落沉积;绝缘子迎风侧与背风侧所受绝对压力大小相等,气体在经过绝缘子时将在背风侧发生回流,该区域速度较低,易于污秽颗粒的沉积。     

XP-160绝缘子直流快速积污过程仿真及分析EI北大核心CSCD

与交流线路相比,直流线路的污秽外绝缘问题更为严重。综合考虑了电场、流场及污秽颗粒积聚/出射的微观过程,开展了直流电场下的绝缘子表面快速积污过程仿真,继而仿真分析了不同风速、粒径下的绝缘子表面污秽分布现象、污秽质量密度及积污带电系数。同时开展了绝缘子风洞积污试验,与仿真结果进行对比,验证了文中所提的绝缘子快速直流积污仿真方法。最后结合快速积污过程仿真,提出了无降雨大气污秽下的绝缘子直流积污预测方法并进行了验证。研究结果表明,快速积污过程仿真较好地体现绝缘子的带电积污特性;仿真计算得到的绝缘子污秽质量密度与实测结果的相对误差在25%范围内,带电积污比与实测结果基本一致。研究结果可为揭示绝缘子直流积污机理提供参考,并为线路运行维护提供依据。     

复合绝缘子积污特性的数值模拟研究

为研究棒形悬式复合绝缘子的积污特性,利用COMSOL对其在笔者所在学校风洞条件下的积污特性进行了数值模拟,并将模拟结果与华北电力大学风洞试验结果进行了对比分析。结果表明:两者积污量数量级相同,整体上随直流电压的变化趋势一致且呈"V"形分布,验证了该模拟方法的合理性。藉此,对复合绝缘子自然积污特性进行了模拟研究,分析了污秽质量分数和电压类型对其自然积污特性的影响。结果表明:绝缘子表面积污量随污秽质量分数的增大而增大;污秽质量分数较小时,积污量的增加速度较大,质量分数较大时,反之。在相同条件下,绝缘子表面积污量无论是整体上还是沿各伞裙分布均在施加直流电压时最大,交流电压与无电压情况相似;直流电与无电压情况下各伞裙积污量的差值近似呈"W"形分布。     

35 kV复合绝缘子积污特性影响因素分析*

为探究复合绝缘子在不同运行环境下的积污特性,基于电磁学、流体力学等理论,采用有限元法对绝缘子的积污过程进行了仿真,分析了荷电污秽颗粒粒径、电场强度、电压类型等对绝缘子积污特性的影响。研究结果表明,当污秽颗粒粒径小于30 μm时,绝缘子表面积污量随着粒径的增大而增多,随着风速的增大而减少;在不同的正极性直流电压作用下,积污量在粒径30 μm时达到峰值;荷电颗粒受力与电压相关,导致不同电压类型下积污量有差异。     

复合绝缘子的积污规律初探

从整支复合绝缘子盐密分布特点、春秋季复合绝缘子盐密位特点、雨水冲刷对盐密值的影响等方面对大量的复合绝缘子盐密测试数据进行了分析。并对其积污规律进行了总结。     

探讨高海拔地区复合绝缘子直流污闪特性的影响因素

高压直流输电的发展使复合绝缘子直流污闪特性倍受关注.在参考大量文献的基础上,总结不同悬挂方式、灰密、盐密及不均匀污秽分布等条件下,复合绝缘子的直流污闪特性情况,并归纳大气环境及绝缘子伞裙结构对污闪特性的影响,为高压直流输电外绝缘设计工程提供宝贵的参考意见.