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盐碱区接触网积污绝缘子多物理场分析及污闪预警研究
| 论文题名： | 盐碱区接触网积污绝缘子多物理场分析及污闪预警研究 |
| 关键词： | 铁路接触网;积污绝缘子;电场强度;温度场;闪络电压预测 |
| 摘要： | 受积污影响，盐碱区铁路绝缘子闪络事故频发。为探究积污绝缘子的电气特性，论文以兰新线艾比湖地区的接触网复合绝缘子为研究对象，展开关于绝缘子表面污秽成份、积污特性、积污绝缘子表面电场及积污绝缘子表面温度场的相关研究和分析，并根据当地复杂的环境特点，提出一种绝缘子污闪电压预警方法。文中主要工作如下： (1)通过对艾比湖附近的铁路线路污秽监测点进行调查分析，得到绝缘子表面污秽的主要成份。计算分析不同种类的无机盐在水中的溶解特性，明确各污秽溶液的浓度与电导率之间的关系。建立双欧拉流场模型，利用分散相体积分数表征绝缘子表面污秽分布情况。通过有限元仿真得到不同来污方向下的绝缘子表面污秽积聚特性，同时分析在同一来污方向下污秽颗粒物粒径和风速的大小对绝缘子各受风面污秽分布的影响。 (2)建立绝缘子电准静态场仿真模型，对积污绝缘子表面电场进行仿真，得到干燥状态和湿润状态下不同污秽成份积污的绝缘子表面电场分布情况和场强大小。分析造成不同污秽成份积污的绝缘子场强发生变化的主要原因，根据绝缘子表面各污秽成份所占比例计算得到混合盐溶液的电导率，对憎水状态不同的绝缘子表面电场开展研究，得到不同憎水状态下的绝缘子表面电场分布情况。 (3)建立积污绝缘子表面热平衡方程的数学模型，发现绝缘子某位置的温度与该位置到绝缘子中转轴之间的距离密切相关。利用有限元仿真软件平台对积污绝缘子表面温度场进行仿真分析，得出绝缘子表面的盐溶液成份不同时绝缘子表面温度也不尽相同。 开展混合盐溶液积污的绝缘子表面温度场研究，得到绝缘子憎水状态与表面温度大小的关系。此外，分析积污位置、风速、水份蒸发速率和海拔对绝缘子表面温度分布的影响，提出绝缘子干燥带的形成条件。 (4)基于绝缘子污闪特性与污秽成份之间的关系，选取NaCl和CaSO4两种污秽建立盐碱地区绝缘子闪络电压预测模型，利用MATLAB仿真得到复杂环境下的绝缘子闪络电压预测结果。将预测结果与试验结果相对比，验证预测的准确性。利用该预测模型制定一种绝缘子运行状态预警方案，并提出具体的绝缘子清污措施，为供电部门及时发现隐患并处理提供理论依据。 |
| 作者： | 王军军 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王思华;甘永忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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