覆冰绝缘子电场分布研究综述

覆冰会改变绝缘子表面的电场分布,影响绝缘子闪络特性,如何得到覆冰条件下绝缘子表面的电场分布对防止绝缘子覆冰闪络具有重要意义。在总结国内外覆冰绝缘子电场分布研究的基础上,对覆冰绝缘子沿面电场测量、覆冰绝缘子沿面电场计算方法的优缺点进行了分析,并指出有限元法、边界元法等数值解法将是今后研究覆冰绝缘子表面电场分布的主要手段。     

覆冰水电导率对地线绝缘子覆冰闪络 影响的有限元仿真分析

电力网络常会因覆冰、雷电等自然灾害而引起线路跳闸事故的发生,给电力系统造成巨大的经济损失。为了提高线路融冰效率、改善线路覆冰现象,研究了覆冰水电导率对地线绝缘子覆冰闪络电压的影响,并且通过Ansoft有限元软件对RCSE100C-2型绝缘子进行了仿真分析。研究结果表明,覆冰水电导率会影响地线绝缘子的覆冰闪络电压,电导率越大,闪络电压越低;相同电导率条件下,干闪络电压高于湿闪络电压。     

污湿环境下复合绝缘子电场分布的研究

研究污秽潮湿状态下复合绝缘子表面电场特性可有效地提高复合绝缘子运行的可靠性.综合考虑了复合绝缘子的污秽层厚度以及均匀性,在Comsol Multiphysics软件环境中建立了110 kV线路复合绝缘子的二维电场仿真模型,采用有限元法计算了复合绝缘子在不同污湿状态下的电位和电场分布.研究结果表明,当复合绝缘子表面形成均匀水膜润湿污秽层后,对绝缘子电场分布的影响程度与污层电导率有关,当污层电导率增大到10-7 S后,复合绝缘子高压端附近伞群承受的电场强度明显增强;当复合绝缘子表面有水滴滴落时,水滴周围的电场急剧增强.     

超大伞裙腕臂复合绝缘子积污分布的风洞模拟

为了提高盐湖重污区接触网腕臂复合绝缘子的防污效果,降低污闪事故率,在清洁复合绝缘子的电场转折点处加装超大伞裙,以提高绝缘子防污能力和增大绝缘子的爬电距离,从源头改善绝缘子的外绝缘性能. 以工频电磁场理论和气固两相流理论为基础,采用COMSOL Multiphysics电场、流场及粒子追踪场等建立多场单相耦合的绝缘子风洞积污有限元模型. 将碰撞系数和分布系数作为绝缘子积污量的表征参数,利用数值模拟分析布置方式和环境因素对积污特性的影响. 结果表明, 在平、斜安装下,碰撞系数随风速的增大而增大,随粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当风向为0°时,碰撞系数最小;当风速越大或粒径越大或风向为[0°, ±30°]时,布置方式对碰撞系数的影响越明显;当风速为30 m/s、粒径为15 μm时,伞裙表面的分布系数与风向的关系符合“γ”型分布. 通过加装超大伞裙,两超大伞裙间的碰撞系数及与超大伞裙相邻的单个伞裙表面的碰撞质量大大减小.     

冲击电压下特高压支柱绝缘子表面电场研究

特高压输变电工程对支柱绝缘子提出了更高的技术要求,运行中支柱绝缘子会因雷击发生污闪,而支柱绝缘子的电场、电位分布和闪络现象存在一定关系。为研究特高压支柱绝缘子表面电场分布特性,建立了1100kV支柱绝缘子的有限元计算模型。理论分析与仿真结果表明,雷电冲击电压作用下支柱绝缘子表面电场分布随时间变化的曲线在波形上与激励源雷电波的波形相似,第一对和最后一对大小伞的电场强度较大,中间大小伞的电场强度较小,最大场强点位于金属电极下端的绝缘护套表面。     

自然积污绝缘子污秽分布特性及对表面电流和电场分布的仿真研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,研究分析了玻璃、瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布,所选择的这三种绝缘子均是在输电线路上运行多年的悬垂绝缘子,实验测量了绝缘子不同伞及同一片伞的不同表面的盐密、灰密数据,并将实验结果以表、图的形式进行了处理分析,得到三种类型绝缘子的污秽分布特性。研究表明复合绝缘子积污程度最严重,玻璃绝缘子的积污程度最小,复合绝缘子的最大盐密是玻璃的10倍,瓷的2~3倍,最大灰密是玻璃的6倍,瓷的1~2倍,且三种绝缘子的上表面灰盐比均大于下表面。最后以玻璃绝缘子为研究对象运用ANSYS仿真对其不同盐密分布下的电场、电流密度进行了仿真分析。     

基于紫外成像的110kV复合绝缘子串冰闪预警

为对复合绝缘子串的覆冰闪络放电进行预警,利用紫外成像仪对覆冰的复合绝缘子进行非接触带电检测.通过对复合绝缘子的大量融冰闪络试验,同时对冰闪过程中的泄漏电流和紫外图像进行对比分析,提出了110kV复合绝缘子串在覆冰状态下的冰闪紫外预警方法.结果表明:复合绝缘子串融冰闪络放电过程中的泄漏电流脉冲分量和紫外光子数在一定程度上具有对应关系.依据放电强度与产生的紫外光子数具有相关性的特点,提出了覆冰绝缘子放电过程紫外预警三区段法,为评估覆冰绝缘子的污秽状态和闪络预警提供了方法.     

并联间隙改善35kV绝缘子串电压分布特性研究

为研究并联防雷保护间隙装置对线路绝缘子串电压分布特性的影响,基于Ansoft Maxwell电磁仿真软件建立35kV配电线路玻璃绝缘子串二维电场仿真计算模型,对不同间隙结构及安装位置下的间隙均压特性进行计算。结果表明:并联防雷保护间隙装置可改善绝缘子串电压分布不均的情况,提高其闪络电压。其中,球形防雷保护间隙具有最优绝缘子串均压效果,其电压差比例R及电压方差百分比σ2相比安装保护间隙前分别下降13.9%和72.4%。     

光传感器场强法检测线路悬式瓷绝缘子串劣化绝缘子

输电线路绝缘子串存在劣化绝缘子时,绝缘强度下降,容易发生闪络,对电网安全构成严重威胁.在试验大厅中利用光传感器对220kV悬垂瓷绝缘子串良好和不同位置存在零值绝缘子时的电场分布进行了检测.并按照试验布置情况建立了三维静电场有限元模型,仿真分析了绝缘子串电场分布.试验数据和仿真结果对比表明:伞裙使绝缘子的电场分布极不均匀,电场最小值出现在伞裙中;良好绝缘子串周围的合成场强呈近似U形分布.零值绝缘子对应位置处的电场分布在局部出现明显下降.不论零值绝缘子出现在高压端、低压端,还是中部,都能通过电场测量结果表现出来,可为电场法检测劣化绝缘子提供参考.     

复合绝缘子水珠模型的起晕和闪络电压影响因素及机理分析

复合绝缘子表面附着的水珠因畸变其电场而引发电晕放电并加速其老化.根据现场绝缘子的水珠分布情况和电场特性,建立了伞裙和芯棒试验和有限元仿真模型,并利用日盲紫外成像仪试验研究了水珠性质对模型起晕和闪络电压的影响;采用强电解质水溶液理论分析了不同NaCl添加量水珠的相对介电常数变化,并在静电场和电流场下研究了模型的电场特性、...     

126 kV真空断路器灭弧室电场数值分析

为了解真空灭弧室电场分布情况,并找出灭弧室设计的关键部位,基于电场数值分析理论,采用有限元法对126kV真空断路器灭弧室内部静电场进行了仿真计算.考虑灭弧室内部主屏蔽罩结构对电场分布的影响,分析了加伞群后电场分布的变化情况,并给出了灭弧室内动静触头表面处的电场强度值.通过对不同触头开距情况下的电场进行计算,获得了在不同情况下的灭弧室电场分布情况,给出了不同开距下的电场强度最大值,为触头结构的优化分析、真空断路器的触头设计及真空灭弧室的优化设计提供了理论依据.     

喷射成形静电作用下雾化过程的理论分析

静电雾化技术可以提高喷射成形雾化质量,但由于雾化过程涉及气液固三相流、流场和电场等多场联合作用等,给试验研究带来了诸多不便.为了深入了解静电作用对喷射成形中金属液射流破碎的雾化过程影响,从理论上分析了静电作用对喷射成形雾化中射流破碎长度、雾滴表面张力和雾化液滴粒径的影响.结果表明：随着静电电压的增加,射流破碎长度将缩小,雾化液滴直径减小;当电压升高到一定值时,破碎长度和雾滴直径趋于稳定.静电力降低了液滴的表面张力,使得雾化动力相对增加,从而有助于提高雾化质量.     

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解,在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散,推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件,详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明,所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量,此外,库水特性（包括库水的可压缩性和库底的吸收作用）对坝面动水压力的影响较大,同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.     

基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断

为了实现低压串联故障电弧的有效诊断,基于ULI699标准搭建了交流电压为220V、频率为50Hz的串联故障电弧实验平台,并对不同负载回路正常工作电流以及串联故障电弧电流进行数据采集,提出基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断方法.通过对电流信号进行4层小波包分解,提取小波包能量熵作为特征向量描述故障电弧电流信号在不同频段的能量分布.采用主元分析（PCA）法提取特征向量的主元作为BP神经网络的输入,实现样本最优压缩以简化神经网络结构.仿真结果表明,该方法故障诊断准确率较高,能够有效地识别串联故障电弧.     

EHD强化微细槽道相变传热及混沌特性

为研究电水动力学(EHD)强化微细槽道相变传热机理,以去离子水为工质,在横截面分别为2mm×2mm和3mm×3mm的微细槽道内对EHD强化微细槽道相变换热进行了实验研究.利用李雅普诺夫指数、关联维数和熵对2mm×2mm微细槽道进出口压差的时间序列进行混沌特性分析.试验结果表明,施加电场作用时动力系统的混沌程度比不施加电场时高,说明在施加电场作用时,试验段的沸腾传热得到了强化,从动力学角度证明了施加电场能起到强化微细槽道相变传热的作用.     

大容量辅机启动对孤立电网电压影响仿真

针对电网孤立运行条件下大容量辅机直接启动造成电网电压大幅下降的问题,基于辅机启动的基本原理以及孤立电网网架结构,建立了相应地区电网的电磁暂态仿真模型,并提出可行的孤立电网辅机启动策略.对电厂辅机的启动特性、辅机启动对电网电压的影响以及动态无功补偿装置在辅机启动过程中的补偿特性进行了仿真计算与分析,仿真结果表明,大容量辅机启动虽未造成电网失稳,但给电网电压带来很大冲击,而该启动策略可以有效地抑制冲击,为孤立电网的安全稳定运行提供了理论依据和可行性建议.