车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域.     

新型避雷器对110 kV线路复合绝缘子电场分布的影响

为了研究在110 kV架空输电线路中安装新型避雷器对复合绝缘子电场分布的影响,根据110 kV架空输电线路中杆塔、新型避雷器、复合绝缘子、均压环及金具的实际结构,采用时谐电场三维有限元计算方法,建模计算了安装新型避雷器前后复合绝缘子串的电场强度。通过分析对比安装新型避雷器前后复合绝缘子以及均压环表面的电位和电场分布特性可知,安装新型避雷器增加了复合绝缘子表面电位及电场分布的均匀性,提高了均压效果,影响是良性的。     

污秽覆冰绝缘子动态闪络特性分析

为研究在污秽与覆冰共存条件下的绝缘子动态闪络特性,基于FXBW4-10/100悬式复合绝缘子,通过覆冰水电导率方法模拟了覆冰绝缘子污秽,记录了局部电弧起弧位置和局部电弧形成至发展为沿面闪络的过程,得到了不同污秽程度下覆冰绝缘子的闪络电压变化规律。并建立了覆冰绝缘子动态闪络模型。结果表明:随着覆冰水电导率的增大,绝缘子闪络电压先下降后趋于稳定;闪络过程中,绝缘子上下钢脚处最先起弧;无冰区的存在严重畸变了绝缘子沿面电位分布,无冰区长度越短,畸变越明显。     

输电线路中的污秽防雷技术及绝缘子研究

本文阐述了输电线路绝缘子选择过程中应注意的事项，分析了污秽绝缘子在工频运行电压下遭受雷击时的闪络机理及污秽放电的特性，从绝缘子污秽防雷运行中出现的问题出发，对污秽绝缘子在工频运行电压下遭受雷击时的闪络机理及污秽放电特性进行分析，并提出了输电线路污秽防雷的具体措施。     

用双电层理论说明粘土的粘结机理

引用扩散双电层理论推导了粘土颗粒表面阳离子分布以及电位和电场变化的情况，定性地说明粘土－水体系的粘结特点，结合粘土表面存在吸附状态水，计算发生粘结时的上水比。     

气固绝缘系统电场模型的建立与求解方法

针对目前气固绝缘系统直流电场计算所普遍采用的恒定电流场计算方法过于简化,尤其对于电流密度存在饱和现象的气体介质计算误差较大的问题,建立了基于介质内部和分界面上电荷驰豫过程的复合绝缘系统的电场模型,通过构建自由电荷密度方程并实时计算电荷产生的泊松场分布,获得了体电荷和界面电荷密度分布的暂态变化过程;建立了基于气体自然电离和离子迁移、扩散运动的弱电离气体的电导模型,准确表征了气体电流密度与场强的非线性关系。制作了常用于GIS/L的柱式绝缘子实验模型,测量了直流电压下绝缘子表面的电位分布,并与计算结果进行了对比,结果表明:计算得到的表面电位分布的整体变化趋势以及各电位峰位置均与测量结果吻合较好;发现弱电场下绝缘子配置嵌件时表面主要积聚同号电荷,强电场下则正好相反,同时负极性电压下的阴极发射电子过程将增大空气侧电流密度。     

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。     

GIS盆式绝缘子表面污秽模态分析检测方法研究

为探究气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)盆式绝缘子振动模态与表面污秽状况之间的关联关系,采用模态分析方法对盆式绝缘子表面污秽状况进行了检测分析。通过三维有限元软件进行了数值仿真,研究了污秽质量、面积、位置、材料特性对盆式绝缘子模态特性的影响,并在220kV GIS模型上进行盆式绝缘子的模态试验,对其表面污秽状况检测技术进行了相关研究。研究结果表明:污秽质量是影响盆式绝缘子模态特性的关键因素,污秽面积、位置、材料特性对其模态特性的影响较小;当盆式绝缘子表面污秽质量增加时,相关系数会明显减小,在2 000～3 000Hz信号频段,污秽累加值显著增加,2 000～4 000 Hz信号频段内污秽指数明显增大。本文的研究结果为GIS盆式绝缘子表面污秽状况的带电检测提供了一种可现场实施的方法。     

污秽颗粒在绝缘表面吸附前的受力和运动分析

为深入研究电力外绝缘积污规律,分析了大气污秽颗粒在绝缘表面的沉降过程,建立了污秽颗粒、空气流场简化模型;使用流体力学分析方法,分析了污秽颗粒在空气中和边界层的受力和运动过程,建立了污秽颗粒在绝缘表面吸附前的运动分析模型,并对该模型的计算结果进行了探讨.研究表明:在大气污秽颗粒较大的地区,绝缘子上表面积污速率明显偏大;而在大气污秽颗粒较小的地区以及风力较大的地区,绝缘子下表面积污速率明显偏大;控制粒径在20μm以下的大气污染颗粒的浓度,可以有效降低绝缘子的表面污秽度.     

不同覆冰长度下110kV复合绝缘子的电位分布

覆冰在绝缘子中多有发生,研究不同覆冰长度对绝缘子电位的影响,对绝缘子除冰工作有一定指导意义。以110 kV复合绝缘子为例在ANSYS中建立其仿真模型,基于有限元静电场模型分析了不同的覆冰长度对绝缘子表面电位分布的影响。结果表明：洁净FXBW-110/100型复合绝缘子表面电位分布是极其不均匀的,覆冰长度小于60 cm时对绝缘子表面电位影响不大,覆冰长度达到70 cm时覆冰末端点位分布畸变严重,覆冰长度达到80 cm时表面电位分布的不均匀性得到明显改变,绝缘子表面整体电位发生严重畸,绝缘性能严重下降。     

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.     

高压绝缘子串电压分布及其表面温升的理论研究

高压绝缘子电阻劣化发热和表面污秽发热均与绝缘子串的电压分布有关,研究绝缘子串的电压分布以及与表面温升的关系,无论是对工程设计还是对实际检测都非常重要.利用绝缘子等值电路模型,在理论上讨论了高压绝缘子串的电压分布及其影响因素,以及绝缘子串的电压分布与绝缘子表面温升之间的对应关系,所得的结论对绝缘子故障的红外热像检测诊断具有一定的指导意义.     

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。     

劣质绝缘子电场正问题优化算法分析

针对劣化绝缘子的电场法检测中绝缘子电场计算精度低的问题,提出基于遗传算法优化的模拟电荷法进行高压静电场计算,给出了优化方法原理、可行性分析,建立了绝缘子电场计算目标函数及优化模型,并进行了绝缘子串周围电场的计算分析.分析结果表明,将绝缘子串周围检测点电位作为目标函数,应用遗传算法优化模拟电荷的电荷量,可更好地对目标函数进行全局寻优,提高了模拟电荷法的寻优速度、绝缘子串周围电场的计算精度以及绝缘子串中劣质绝缘子诊断的准确度.     

基于BP神经网络的绝缘子表面污秽预测方法

针对传统方法清扫绝缘子污秽的弊端,提出了利用BP神经网络预测绝缘子污秽的方案.通过BP神经网络的输入、输出和参数的选取,在实验室进行数据验证.结果表明:该方法可以准确有效的预测绝缘子表面污秽程度,可以指导现场绝缘子的清扫和优化绝缘子的清扫周期.     

低气压条件下绝缘子污闪特性的研究

污秽绝缘子的闪络电压Ｕ和大气压力户之间的关系为Ｕ＝Ｕ。（Ｐ／ｐ０）ｎ，Ｕ０是该污秽绝缘子在标准大气压户。下的闪络电压。作者用固体污层人工污秽试验方法研究了不同形状绝缘子在不同污秽度下以及在不同大气压力下的污闪电压，并研究了在交流和直流电压分别作用下的污闪电压差别。试验结果表明，上述公式中的指数ｎ在交流电压下的数值大于直流电压。对于形状简单的绝缘子ｎ值不受污秽程度影响，对于形状复杂的绝缘子ｎ值受污秽程度的影响。ｎ值变化的原因在于绝缘子伞裙间的电弧桥络现象。     

真空中绝缘子闪络前表面电荷分布的二维仿真

基于真空闪络的二次电子发射雪崩(SEEA)模型,针对片式有机玻璃PMMA和氧化铝陶瓷两种典型绝缘材料,利用蒙特卡罗法仿真研究了平面圆形及矩形对称电极系统中绝缘子表面电荷的二维分布.仿真结果表明:在靠近阴极处的绝缘子表面存在小范围的负电荷区,而后变为较大范围的正电荷区;随外施电压的提高,绝缘子表面的正电荷区域及密度增大,而负电荷区域及密度减小;二次电子发射系数较小的PMMA绝缘子表面正电荷密度较低;由于圆形电极表面电场分布较矩形电极系统不均匀,其电荷密度分布更不均匀.将仿真结果与他人的实验结果进行了分析对比,发现两者比较接近.     

电绝缘子串上的电压分布

通过对高压输电线路上电绝缘子串的等效网络的分析，得出绝缘子串上电位分布状况的表达式，讨论了分布电容及绝缘子数对电位分布的影响，指出影响绝缘子安全的一些因素和提高输电安全性能的办法。     

覆雪对110kV复合绝缘子电场分布规律的影响

自然降雪积覆在绝缘子表面对输电线路外绝缘构成了严重威胁.研究覆雪对输电线路绝缘子沿面电场分布的影响,对于揭示覆雪绝缘子电场分布规律及其影响因素、减轻覆雪对外绝缘的危害具有重要的工程价值.对复合绝缘子FXBW-110/70建立了覆雪绝缘子的二维非对称有限元模型,研究了覆雪厚度、雪层相对介电常数、空气间隙位置和长度对绝缘子...     

硅橡胶表面水珠的击穿电压与电场关系研究

复合绝缘子表面分离水珠会使电场畸变,导致击穿电压降低.本文基于ANSYS有限元软件建立硅橡胶表面分离水珠模型,用准静态谐分析法计算了直流电压作用下硅橡胶表面分离不同数量、半径和电导率水珠时的电场分布和击穿电压,并在人工环境里进行硅橡胶表面水珠放电试验.结果表明:水珠两端、空气和硅橡胶交界处电场畸变最为严重;水珠数量、半...