盐碱区接触网绝缘子的电场仿真及优化设计

发布时间：2023-10-12 00:44

　　铁路是国民经济大动脉和国家重要基础设施,安全、可靠地供电是铁路正常运行的必要条件。接触网绝缘子对接触线起到支撑和电气绝缘的作用,不同的安装方式,使绝缘子积污位置不同,进而造成污闪事故的发生。复合绝缘子重量轻,强度大,具有较优的抗污闪性能,其闪络特性与伞裙结构有很大的关系。绝缘子表面电场畸变会导致电弧的发生,电弧进一步发展会引起闪络事故发生。因此,研究绝缘子表面的电场强度和电位分布可以有效地预防闪络事故的发生。针对绝缘子电场和电位分布主要采用两种方法:试验法和数值仿真计算。试验测试耗时耗力,试验器械会对结果造成一定影响,而且测试结果会有一定的分散性;数值仿真可以有效地避免干扰,结果可分析性强,已经成为学术研究的一种主流手段。目前,针对绝缘子多物理场耦合的数值仿真方式比较少见。因此,有必要对接触网绝缘子在多物理场下进行电场强度和电位分布的数值计算研究,并设计结构比较优化的绝缘子。以接触网使用的腕臂FQBG-25/12棒形绝缘子为研究对象。在多物理场耦合有限元软件COMSOL Multiphysics中建立等比例绝缘子模型,并完成模型的前处理设置(材料属性参数、物理场的定义,有限元网格剖分和...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 绝缘子风洞积污的数值计算
        1.2.2 数值仿真方式下的绝缘子优化
    1.3 论文的主要研究内容
2 多物理场耦合的数学模型
    2.1 多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics简介
    2.2 静电场模型
    2.3 电粒子场相互作用模型
    2.4 湍流模型
    2.5 颗粒运动模型
    2.6 小结
3 清洁干燥状况下绝缘子的电场分布
    3.1 建立仿真模型
        3.1.1 基本参数及模型简化
        3.1.2 求解参数及边界条件设置
    3.2 清洁绝缘子表面电场分布
    3.3 清洁绝缘子表面电位分布
    3.4 小结
4 不同安装方式下的绝缘子电场分布
    4.1 数值计算模型及边界条件
        4.1.1 数值模型的建立
        4.1.2 仿真中的条件设置
    4.2 水平安装方式下的电场分布
        4.2.1 高压端来污情况下的电场分析
        4.2.2 高压端45°来污情况下的电场分析
        4.2.3 垂直来污情况下的电场分析
        4.2.4 低压端45°来污情况下的电场分析
        4.2.5 低压端来污情况下的电场分析
    4.3 斜安装方式下的电场分布
        4.3.1 高压端45°情况下的电场分析
        4.3.2 垂直来污情况下的电场分析
        4.3.3 低压端45°来污情况下的电场分析
    4.4 小结
5 绝缘子优化及优化前后的结果对比
    5.1 伞裙参数优化
        5.1.1 超大伞裙位置的确定
        5.1.2 超大伞裙大小的确定
        5.1.3 优化后的电位分布
    5.2 优化前后的积污分布对比
        5.2.1 水平安装方式下的积污对比分析
        5.2.2 斜安装方式下的积污对比分析
    5.3 优化前后的电位分布对比
        5.3.1 水平安装方式下的电位对比分析
        5.3.2 斜安装方式下的电位对比分析
    5.4 优化前后的电场强度对比
        5.4.1 水平安装方式下的电场对比分析
        5.4.2 斜安装方式下的电场对比分析
    5.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3853111