输电线路山火烟雾外绝缘特性与激光雷达监测系统研究

发布时间：2017-03-18 06:07

  本文关键词：输电线路山火烟雾外绝缘特性与激光雷达监测系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大部分高压输电线路位于野外地段,山火导致的线路跳闸降低了电网运行的可靠性。目前输电线路山火外绝缘特性主要依靠实验室环境下的导线大地间隙放电模拟试验,对山火烟雾外绝缘特性的仿真分析研究较少,同时现有的山火监测方式存在诸多问题。本文对山火烟雾条件下输电线路不同类型的外绝缘特性进行了仿真计算,提出了激光雷达监测输电线路山火烟雾的新方法,并进行了试验研究,最后设计了激光雷达装置的安装方案。主要研究内容如下:(1)建立直流复合绝缘子的二维轴对称模型,运用有限元仿真分析软件COMSOL Multiphysics对山火烟雾环境下绝缘子电场特性进行仿真分析。(2)开展激光雷达监测输电线路山火烟雾的模拟试验研究,并建立了相应的数学模型对山火和烟雾的分布特性和蔓延特性进行了求解。(3)提出了激光雷达装置安装在输电线路环境下的改造、安装和维护方案。通过仿真分析研究了烟雾颗粒对绝缘子电场分布的影响,提出了激光雷达监测山火烟雾的新方法,验证了激光雷达技术用于输电线路山火烟雾监测的可行性,提出了山火烟雾监测装置安装在输电线路环境下的最佳方案,为输电线路山火监测预警提供了新的思路。
【关键词】：山火烟雾 外绝缘特性 仿真分析 激光雷达 监测
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 输电线路山火烟雾外绝缘特性研究现状10-11
• 1.2.2 输电线路山火监测研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容12-13
• 第二章 输电线路山火烟雾外绝缘特性研究13-28
• 2.1 引言13
• 2.2 烟雾特性取样分析13-15
• 2.3 有限元仿真计算软件COMSOL Multiphysics介绍15-18
• 2.3.1 有限元法基本原理15-16
• 2.3.2 有限元法求解静电场电场分布16-17
• 2.3.3 COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件17-18
• 2.4 绝缘子模型建立18-21
• 2.4.1 基准模型参数18-19
• 2.4.2 烟雾颗粒覆盖绝缘子表面模型19-21
• 2.5 仿真结果分析21-25
• 2.5.1 清洁绝缘子周围电场分布21-22
• 2.5.2 烟雾覆盖时绝缘子周围电场分布22-24
• 2.5.3 一个伞裙单元的绝缘子场强分布24-25
• 2.6 烟雾颗粒对空气间隙电场分布特性影响仿真研究25-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第三章 激光雷达技术用于输电线路山火烟雾监测的试验研究28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 激光雷达装置28-29
• 3.3 激光雷达技术监测输电线路山火烟雾原理29-32
• 3.3.1 激光雷达监测山火烟雾的方法原理29-31
• 3.3.2 米散射激光雷达反演法31-32
• 3.4 激光雷达监测输电线路山火烟雾的试验研究32-40
• 3.4.1 激光雷达监测近距离监测山火烟雾的模拟试验研究32-37
• 3.4.2 激光雷达监测远距离监测山火烟雾的模拟试验研究37-40
• 3.5 输电线路环境下山火蔓延模型40-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 激光雷达装置的改进、安装与维护方案43-51
• 4.1 激光雷达固定式站房设计方案43-45
• 4.2 改造激光雷达设备设计方案45-50
• 4.2.1 光源和后台处理系统分开方案45
• 4.2.2 光电分离方案45-46
• 4.2.3 激光雷达装置整体改装方案46-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 结论51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果55-56
• 致谢56-57
• Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见57

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