复合绝缘子伞裙破损的电场分布仿真分析

输电线路复合绝缘子伞裙破损时,其表面、沿面和空间电场会发生相应变化,因此可以通过电场分布直观反映绝缘子的运行状态。以FXBW—110/120—2型复合绝缘子为研究对象,通过建立起伞裙完整状态、不同破损位置及程度状态时的有限元电场仿真模型,对比分析了前后状态的电场分布特征,可知:绝缘子串高压端的伞裙发生破损时,破损边缘的表面电场强度相比周围明显增大,沿面电场曲线在相应位置会下降,而空间轴向电场分布曲线没有明显影响;伞裙破损得越严重,对表面场强和沿面场强的影响越大。     

电瓷绝缘子破损对整串场强电位分布的影响研究

由于电瓷绝缘子的脆性特性,在过电压或外界应力的作用下会使电瓷绝缘子的伞裙发生局部破损.伞裙的不同破损位置,以及不同的破损片数会对整串绝缘子的最大场强、均压环上的场强和伞裙的电压承担值产生不同的影响.本文通过有限元法对电瓷绝缘子串进行建模分析,设电瓷绝缘子串中存在破损伞裙,并通过改变伞裙破损的片数、伞裙破损存在的位置,探讨对整串绝缘子的最大场强以及均压环上场强、破损处伞裙场强以及单片伞裙承担的电压值影响.结果表明：单片或多片绝缘子破损时,会影响整串最大场强分布,破损位置处于高压端时,会进一步增加均压环上场强与第1片钢脚与水泥连接处最大场强值;破损位置处于中、低压端时,整串最大场强、均压环上最大场强相对偏小,多片破损时表现规律更为明显;高压端伞裙破损时,场强发生严重畸变,沿面伞裙电压分布变得更加不均匀,中、低压端破损影响相对较小,多片伞裙破损时,规律同单片一致.其仿真结果对场强电压的畸变提供理论性依据,对线路安全稳定运行有一定的指导性作用.     

复合绝缘子伞裙表面腐蚀特性研究

为研究复合绝缘子伞裙表面受环境腐蚀的影响,采用等效试验模拟了复合绝缘子腐蚀过程,分析了不同盐密浓度腐蚀条件下绝缘子试样表面的憎水性,测量了绝缘子试样表面的泄露电流,并采用扫描电镜分析了其微观表面形貌.试验结果表明,长期受盐密腐蚀的伞裙表面憎水性随着盐密浓度的增大而减弱;腐蚀会导致伞裙表面电阻下降,泄露电流增大;当盐密浓度为0.06mg/cm~2时,伞裙表面憎水性下降速度最快,表面老化速度也最快;伞裙表面腐蚀后,表面变得粗糙不平,老化程度随着腐蚀时间和腐蚀浓度的增加而加深.     

沙尘微粒在硅橡胶绝缘材料表面的沉降模型

为研究电力设备表面积污分布规律,提出一种沙尘颗粒在硅橡胶绝缘材料表面的沉降模型.根据风速、颗粒粒径、密度、入射速度及壁面弹性系数和摩擦系数等实际因素,建立了沙尘颗粒一硅橡胶材料表面的碰撞方程以及沙尘颗粒沉降的判别条件,并对该沉降模型进行数值求解.分析实验结果表明,湍流中心积污多于湍流边缘,背风面积污较迎风面均匀,这些和沙尘暴模拟实验所测结果相同.该模型能够为人工无法完成的测量复杂外形的表面积污提供指导,对电力设备防污闪的深入研究具有积极意义.     

高海拔地区直流输电线路染污绝缘特性

为了分析高海拔条件下瓷、玻璃和复合绝缘子伞裙结构及瓷绝缘子悬挂方式对直流污闪特性的影响规律,在海拔1 970 m条件下, 采用恒压升降法,对瓷、玻璃和复合绝缘子的直流污闪特性进行试验分析.试验结果表明: 不同悬挂方式下,电弧发展路径不同,绝缘子Y串利于电弧发展,污闪电压最低;采用绝缘子V串可使瓷绝缘子污闪电压提高7%以上.绝缘子的伞裙结构对直流污闪电压影响较大,优化设计复合绝缘子的伞裙结构,可以将其污闪电压提高20%以上.因此,高海拔条件下,改变悬挂方式及优化伞裙结构可提高污闪电压.     

鸟粪染污伞裙对接触网绝缘子电场分布的影响

为研究接触网正馈线绝缘子伞裙被鸟粪染污对其沿面电场分布的影响,在COMSOL Multiphysics软件中建立了绝缘子仿真模型,分析不同鸟粪对伞裙的染污情况对绝缘子沿面电场分布产生的影响.仿真结果表明:鸟粪均匀分布在绝缘子伞裙表面对沿面电场几乎没有影响;鸟粪染污绝缘子伞裙表面形成均匀干燥带、鸟粪沿绝缘子伞裙滴落桥接伞裙对绝缘子电场分布产生畸变,在电场大幅畸变后,绝缘子发生闪络的可能性增大,造成严重后果.     

基于流体力学原理的绝缘子覆雪三维数值模拟

输电线路覆冰积雪严重影响电网的安全稳定运行.目前的研究重点关注绝缘子覆雪放电发展过程及闪络特性.由于绝缘子结构复杂,对覆雪的增长过程缺乏系统的分析.本文基于计算流体力学原理,在不同的环境参数条件下,对XP-70绝缘子表面不同位置的雪晶颗粒碰撞特性进行了理论分析和仿真计算,在此基础上建立了绝缘子三维覆雪数值计算模型.研究表明,在气流绕流绝缘子过程中,存在降压增速和增压减速两个相反的过程;绝缘子迎风侧局部碰撞系数从前驻点处沿钢帽或伞裙向两侧逐渐减小,迎风侧伞裙边缘和钢帽处的局部碰撞系数远远大于其他位置,最大可达0.74.绝缘子表面的覆雪量随风速（v）、液态水含量（LWC）以及颗粒直径（MVD）等环境参数的增大而增大,覆雪量最大可达2.19 kg.经仿真和试验验证,局部碰撞系数最大的位置,覆雪最严重,而且试验和模型仿真结果的误差小于17%.     

环境因素对复合绝缘子积污特性的影响

复合绝缘子在电力系统中被广泛应用,研究复合绝缘子积污特性与影响因素对降低绝缘子污闪事故的发生有着重要意义。基于FXBW4-10/100型复合绝缘子,建立了欧拉双相流绝缘子积污模型,对不同风速、粒径、浓度下绝缘子的表面积污特性进行研究。结果表明：污秽颗粒主要集中在绝缘子的迎风侧以及背风侧,绝缘子侧风侧积污较少;下表面积污体积分数高于上表面;随着风速的增加,绝缘子迎风侧与背风侧积污体积分数逐渐增大,侧风侧的积污体积分数先增加后减小;绝缘子表面的污秽程度随颗粒浓度的增加近似呈线性增加,整体积污均呈伞形分布;背风侧的积污程度随着颗粒粒径的增加呈现先增大后减小的情况。     

复合支柱绝缘子在高海拔区直流污闪与污雨闪性能

为了系统研究复合支柱绝缘子在高海拔条件下的直流污闪和污雨闪性能,在海拔1.97 km的地区,对5种不同伞形参数的复合支柱绝缘子进行了人工污秽直流污闪和淋雨试验。试验结果表明:同等污秽条件下,污雨闪电压明显高于污闪电压。在一定范围内,伞形参数对电压的影响呈现出规律性:伞伸出增大,两种电压均增大;伞间距增大,污闪电压随之增大而污雨闪电压则先升后降;芯棒直径的增加会造成两种电压的降低。因此,高海拔地区直流变电站外绝缘设计可仅依据污闪特性进行配置,同时,合理地优化伞裙参数可提高污闪性能25%以上。     

基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化

为防止污闪事故的发生,提出了基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化方法。基于优化拉丁超立方设计法选取大伞伸出、小伞伸出和伞间距作为伞裙结构设计变量,在多耦合物理场Maxwell软件中构造染污支柱复合绝缘子的电场计算模型,将针对不同伞裙结构求解出的沿面电场不均匀系数和最大沿面电场强度作为样本数据。利用BP神经网络对样本数据进行学习训练,建立电场特性近似模型。采用GA算法求解近似模型,在满足最大沿面电场强度作为性能约束的前提下,使得沿面电场不均匀系数最小。实例结果表明,沿面电场不均匀系数降低了23.16%,且最大沿面电场强度小于空气击穿场强,有效地提高了支柱复合绝缘子的污闪性能。     

西宁市大气降尘粒度特征分析

西宁地处青藏高原东北缘,是柴达木沙尘暴东移的必经之道和沉降区.对西宁3个采样点2013年1月至8月收集的尘暴与非尘暴以及混合降尘进行粒度分析,发现:1)西宁尘暴与非尘暴降尘粒度特征无明显差别,以粉质亚砂土为主,平均粒径Ф值介于5.76~5.23,频率曲线呈近似正态分布,分选较差;2)兰州与西宁的非尘暴降尘物源可能存在明显的差异;3)干法测量粗颗粒组分明显高于湿法,超细颗粒组分湿法高于干法,干法测量有利于获取尘暴降尘的原始粒度特征;4)西宁尘暴和非尘暴降尘粒度特征与西宁黄土样品粒度特征十分相似,说明现代降尘是地质时代风尘活动的继续,现代风积作用仍在进行.     

盐密变化对不同材质绝缘子闪络特性的影响

为了研究不同材质绝缘子随盐密变化的闪络特性,以XP-160、LXZP-210、FXBW-10/70绝缘子为研究对象在人工雾室中开展了污秽试验,分析了这三种材质绝缘子的闪络电压、闪络电压梯度随盐密变化的规律以及不同盐密下串长与闪络电压的关系;以此为基础,得到了不同盐密下绝缘子闪络电压与饱和盐密下绝缘子闪络电压之间的具体关系,并给出了利用不同盐密下监测得到的闪络电压估算饱和盐密情况下绝缘子闪络电压值的表达式。试验结果表明:复合绝缘子受污秽的影响程度小于玻璃、瓷绝缘子,且其闪络电压梯度较高;不同材质的绝缘子串长与闪络电压大致成线性关系;不同盐密下的闪络电压与饱和盐密下的闪络电压呈线性关系,不同材质绝缘子的估算系数大致相同。     

不同周围流速和电压下的绝缘子积污特性

为了研究绝缘子在不同电压下表现的积污特性，利用流体力学的相关知识和电场理论，建立了模拟风沙的多物理场仿真模型.研究结果表明，周围流动速度较小时，绝缘子两端的电压增大，积污质量发会有一定程度的增加，且积污与电场力的变化密切相关，结合静电场分析会更准确；周围流动速度较大时，即使电压增大，积污质量也不会发生太大的变化.     

不同周围流速和电压下的绝缘子积污特性

为了研究绝缘子在不同电压下表现的积污特性，利用流体力学的相关知识和电场理论，建立了模拟风沙的多物理场仿真模型.研究结果表明，周围流动速度较小时，绝缘子两端的电压增大，积污质量发会有一定程度的增加，且积污与电场力的变化密切相关，结合静电场分析会更准确；周围流动速度较大时，即使电压增大，积污质量也不会发生太大的变化.     

带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时的交流闪络特性研究

针对带电水蒸气清洗绝缘子污秽进行了试验研究,绘制了3种不同绝缘子随盐密变化的平均闪络电压、闪络电压梯度曲线和不同清洗方式下的闪络电压曲面,并进行了带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时闪络电压的拟合计算和影响因素分析.结果表明:在相同盐密下,FXBW4-35型绝缘子时的闪络电压和闪络梯度最高,XP-70型绝缘子次之,FC-70型绝缘子最低;幂函数可拟合带电水蒸气清洗污秽绝缘子时的闪络电压,但非最优拟合函数;采用自下而上清洗方式闪络电压最高;绝缘子污秽盐密低于4×10~(-4)g/cm~2无过电压出现情况下,带电水蒸气清洗可保证系统安全.     

硅橡胶合成绝缘子染污放电机理的研究

传统的瓷和玻璃绝缘子表面呈亲水性,耐污闪性能较差;硅橡胶合成绝缘子表面呈憎水性,且其憎水性能够迁移至绝缘子表面污层,因而具有优良的耐污闪性能,尽管目前对瓷和玻璃绝缘子的污闪机理已作了较深入的研究,但对合成绝缘子污闪机理的研究尚比较缺乏。该文详细分析了合成绝缘子的染污放电过程,提出了闪络通道由多条短电弧与狭窄水带串联而成的合成绝缘子直流污闪模型。模型表明,众多短电弧的阴阳极压降及水带的高阻值是其具有高污闪电压的原因,同时模型清楚地反映了合成绝缘子临闪电流低、临闪电压高的特点。     

用局部表面电导率法研究绝缘子的积污规律

研究绝缘子的积污规律对合理确定清扫时机 ,并保证绝缘子的安全运行有重要意义。用局部表面电导率法研究了不同类型绝缘子的积污状况随时间的变化规律以及积污在绝缘子表面的分布状况。测量结果表明 ,雨水的自清洗作用对积污状况有显著影响 ,说明了局部表面电导率法是检测绝缘子污秽度及研究积污规律的一种有效措施和实用方法     

气相沉积技术在模具上的应用

气相沉积技术是一种工模具表面强化的新技术。叙述了气相沉积技术在钢基上沉积硬质涂层的特性，并就其在模具上的适用性进行了评价和分析，提出了注意事项，为扩大沉积技术在模具上的应用开拓了广阔前景。