盐碱区域绝缘子动态积污机理研究

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我国盐碱地分布极为广泛,其土壤中富含盐分。大量盐分颗粒被风吹离地面落在绝缘子表面后,绝缘子污闪事故概率增大,极大地影响了盐碱地区电力线路的安全运行。我国电力系统绝缘子污闪事故时有发生,现有防污闪方式略有不足。本文针对绝缘子动态积污特性进行研究,为防污闪工作提供理论基础。首先对污秽颗粒的运动过程进行了分阶段受力分析,针对污秽颗粒与绝缘子表面的碰撞过程建立能量守恒公式,得到不同情况下污秽颗粒被吸附的边界条件。影响污秽颗粒吸附的因素有风速、空气湿度以及污秽颗粒粒径等。根据各因素对运动过程的影响分析得到不同因素对污秽沉降速率的影响。利用COMSOL软件建立积污仿真模型,使用湍流模块以及电场模块分别对绝缘子周围流场与电场进行模拟,以粒子追踪模块计算污秽颗粒的运动轨迹。计算不同风速、污秽浓度、湿度以及粒径情况下的绝缘子积污情况。结果显示:随着空气湿度的增加,绝缘子表面积污量不断增加;随着污秽浓度的增加,绝缘子表面积污量不断增加;随着风速的增加,绝缘子表面积污量先增大后逐渐减小;随着污秽颗粒粒径的增大,绝缘子表面积污量先增大后减小。然后对污秽颗粒沉积在绝缘子表面时的受力情况以及风力、降雨冲刷给污秽颗粒带来的冲刷力进行了研究分析,得到污秽冲刷的边界条件。风力冲刷主要为风力的拖拽力,计算得到污秽无法被风力有效冲刷。降雨冲刷时,当其冲刷力满足条件时可以将污秽冲刷。搜集得到降雨冲刷实验数据,选取部分实验数据利用MATLAB软件选用合适的模型进行数据拟合,得到各降雨参数与污秽残余量的关系模型。绘制不同降雨参数对污秽残余量的影响曲线。结果表明:降雨冲刷对盐密的冲刷作用大于灰密。降雨冲刷效果随降雨强度、降雨时间等参数的增大而变好,但增大到一定值时,污秽残余量将趋于稳定。最后根据各天气参数对积污的影响,结合不同天气时各参数变化情况,对不同天气情况下绝缘子积污速率进行分析。结果显示:无风雨天气绝缘子积污速率相对较低;微风天气时积污速率比无风雨天气略有增加;小雨大雾天气时,由于空气潮湿,积污速率进一步增大;大风天气时积污速率随风速的增加而增加,到达一定程度后积污速率减小;大雨天气时,绝缘子表面污秽残余量随降雨强度、冲刷角度、降雨时间的增大而减小。
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