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雾霾环境下接触网绝缘子电场分布的仿真研究
| 论文题名： | 雾霾环境下接触网绝缘子电场分布的仿真研究 |
| 关键词： | 雾霾染污;接触网绝缘子;有限元法;电场分布;铁路供电设备 |
| 摘要： | 随着基础设施建设的不断完善以及工业化水平的进一步提高，我国的经济得到前所未有的发展，但是随之引发的环境污染问题也日趋严重。近年来，雾霾天气长时间大范围的发生，其对电气化铁路供电设备外绝缘的影响不容忽视，已经成为人们关注的焦点问题。目前，关于雾霾颗粒物对铁路接触网外绝缘影响的研究处于起步阶段。鉴于此，本文通过在软件中搭建模型并仿真分析了雾霾环境下接触网复合绝缘子沿面电场的分布特性。得出的结论可以为研究雾霾环境下接触网复合绝缘子闪络事故的原因分析作参考。 本文选择接触网专用的FQBG-25/12型绝缘子作为研究对象，在静电场中建立了周边空气中包含悬浮雾霾颗粒的仿真模型，在电准静态场中建立了绝缘子表面积污的仿真模型。鉴于有限元法必须在有限区域中计算，使用人工截断法转化无限域为有限域，从而满足有限元法的求解要求。由于要建立的模型中雾霾颗粒浓度较大，且其尺寸与绝缘子几何数量级相差较大，故而需要合理简化模型以保证不失求解效率和精度要求。使用有限元软件COMSOL Muttiphysics对空气中含有悬浮颗粒物和复合绝缘子表面附着水珠两种情况下沿面电场的畸变情况进行仿真，并对结果进行分析。 仿真的结果表明:空气中不带电的雾霾颗粒对绝缘子沿面电场的强度影响不大;荷电雾霾颗粒对于绝缘子沿面电场的畸变较为显著，颗粒浓度和粒径越大，场强畸变程度越大;不同带电极性对于绝缘子沿面场强的影响不尽相同;绝缘子高压端带负电颗粒对于电场的影响大于带正电颗粒，绝缘子低压端带正电颗粒对于电场的影响大于带负电颗粒。接触网腕臂棒形柱式复合绝缘子表面出现均匀污秽层时，绝缘子中间处电位恒定不变，而在与绝缘子两端的交界处，电场出现剧烈突变。附着于柱体上的水珠，相对于伞裙表面上的水珠容易对绝缘子电场分布产生更大的影响;柱体上水珠数目对绝缘子沿面场强最大值的影响较为明显，水珠越多，场强越大。水珠的电导率越大，绝缘子场强也越大。 |
| 作者： | 孙超 |
| 专业： | 高电压与绝缘技术 |
| 导师： | 张友鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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