钟罩型绝缘子积污仿真模拟研究

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2、攻读硕±学位期间独立进行研充王作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研巧成果，均己在文中抖明确方。对本课题的研究工作做出重要贡献的个人和集体式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：曰期：扣化年＾月／曰娘节乐ｆ华北电力大学硕±学位论文使用授权书《钟罩型绝缘子积污仿真模拟研究》系本人在华北电力大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文，本论。本论文的研巧成果归华北电力大学所有文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力论大学文关于保存、

3、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交的复印件和论电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许段保文存被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可采用影印、缩印或扫描等复制手、可Ｗ公布论文的全部或部分内容。＂＂本保学密位论文属于（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：□，在年解密后适用本授权书／作者签名：日脱＞〇作年非ｆ＇日餐手化导师签名曰期年３月！曰Ｉ国内图书分类号：TK83学校代码：10079国际图书分类号：621密级：公开学术硕士学位论文钟罩型绝缘子积污仿真模拟研究硕

4、士研究生：庞广陆导师：吕玉坤申请学位：工学硕士专业领域：动力工程培养方式：全日制所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TK83U.D.C:621ThesisfortheMasterDegreeSimulationStudyontheContaminationAccumulationoftheporcelainbellinsulatorsCandidate：PangGuangluSupervisor：LvYukunSchool：SchoolofEnergyPower

5、andMechanicalEngineeringMarch,2015DateofDefence：Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPoweruniversity华北电力大学硕士学位论文摘要近些年来，输变电设备外绝缘的污闪事故频繁发生，对电力系统造成了严重的危害。钟罩型绝缘子广泛应用于高压架空输电线路，尽管其爬电距离比较大，耐压等级比较高，但是其下表面的棱槽结构使得其容易积污，自洁能力差，在一定条件下容易导致污闪事故的发生。因此，研究钟罩型绝缘子的积污特性，在一定程度上，对于绝缘

6、子表面污秽量动态监测、预防污秽闪络具有十分重要意义。目前，国内外学者大多从实验角度对绝缘子表面泄漏电流、电弧发展及闪络特性进行研究，对积污特性的研究较少。本课题对绝缘子积污的力学机理进行了分析，探索性提出了污秽颗粒在绝缘子表面的沉积判据。介绍了该绝缘子在不同直流电压等级作用下积污特性的本校风洞实验结果，并建立了该风洞实验的仿真模型。采用COMSOL多物理场数值模拟软件，对该绝缘子风洞积污特性进行了仿真模拟，并与所介绍的风洞实验结果进行了对比分析，验证了所提出的沉积判据和仿真方法的合理性。以此为基础，对该绝缘子自然积污特性进行了仿真研究，其

7、中，直流电场采用稳态仿真分析，交流电场采用频域分析，并分析了风速、颗粒粒径、电压类型等因素对该绝缘子自然积污特性的影响。结果表明：该绝缘子风洞积污的仿真结果与实验结果较为吻合，说明本文所提出的沉积判据和所采用的仿真方法具有合理性。在自然积污条件下，该绝缘子表面整体沉积率随着风速的增加而增加，并且具有“饱和”性；随着颗粒直径的增加，沉积率基本呈线性增加；绝缘子在直、交流电压以及不带电情况下，风速对沉积率的增加作用是“相似”的；随着风速的增加，直流电、交流电以及不带电情况下各伞裙的相对积污量差异逐渐减小，绝缘子上、下表面积污量的差异以及上、下

8、表面沿伞裙分布的积污量差异都逐渐增加；不同的电压类型下，污秽沉积率整体上直流的比交流的大，而交流电下沉积率与不加电时的相当；绝缘子接地侧及中间伞裙的下表面积污量大于上表面积污量，高压侧伞裙上表