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强风沙尘环境下车顶复合绝缘子形变特性与外绝缘放电特性研究

发布时间:2023-04-16 17:11
  目前车顶复合绝缘子具有耐污闪性能好、抗老化能力强、重量轻等优点,在铁路供配电系统中得到广泛应用。但当硅橡胶复合绝缘子处于高速气流环境中,伞裙会发生破裂。同时高速气流带动沙尘颗粒不断碰撞绝缘子伞裙套表面,使其表面材料的粗糙度发生变化,引起憎水性能降低。车顶绝缘子时常发生电气绝缘性能降低甚至闪络等故障,影响轨道交通供电系统安全稳定运行。本文仿真分析了强风沙尘环境下车顶复合绝缘子的风压分布和形变特性,各种工况下绝缘子的电场分布,并通过试验探究了不同粗糙度下硅橡胶材料的憎水性和闪络特性。研究结果为车顶绝缘子的优化设计,提高动车运行可靠性提供参考价值。论文的主要内容如下:(1)针对车顶绝缘子在强风沙尘条件下伞裙的受力和形变特性,采用流固耦合仿真的方法,计算车顶绝缘子表面的风压分布、探讨风速和来流角度对绝缘子受力和形变特性的影响。结果表明:伞裙上下表面的风压差,形成较大合力作用于伞裙,引起伞裙形变,伞裙表面的风压差越大,伞裙形变越大。伞裙根部会出现应力集中现象。在反复外加力的作用下,伞裙根部的材料寿命明显低于伞裙的其他部位。不同来流角度下,绝缘子伞裙边缘的形变量和伞裙根部的受力明显不同。同时伞裙的...

【文章页数】:78 页

【学位级别】:硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高风速下复合绝缘子绝缘性能研究现状
        1.2.2 复合绝缘子电场分布研究现状
        1.2.3 粗糙度对绝缘材料性能影响研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 强风沙尘环境下车顶复合绝缘子风压分布和形变特性研究
    2.1 复合绝缘子计算模型
        2.1.1 流固耦合原理
        2.1.2 绝缘子模型
        2.1.3 流固耦合仿真模型
    2.2 仿真计算结果分析
        2.2.1 绝缘子伞裙表面风压分布及形变原因分析
        2.2.2 硅橡胶材料疲劳失效分析
        2.2.3 复合绝缘子形变特性
    2.3 不同伞裙结构对绝缘子抗风性能的影响
        2.3.1 伞型对抗风性能的影响
        2.3.2 伞裙直径对抗风性能的影响
        2.3.3 伞裙倾角对抗风性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 车顶绝缘子电场分布
    3.1 模型建立
    3.2 内部间隙对电场影响研究
        3.2.1 厚度对电场的影响
        3.2.2 长度对电场分布的影响
    3.3 雨雪天气对电场的影响
        3.3.1 积雨对电场的影响
        3.3.2 覆冰对电场的影响
    3.4 本章小结
第四章 表面粗糙度对硅橡胶沿面闪络特性的影响研究
    4.1 试品制备与测试
        4.1.1 试验样品与制备
        4.1.2 试样表面粗糙度
        4.1.3 憎水性测试方法
        4.1.4 沿面闪络试验
    4.2 试验结果分析
        4.2.1 不同粗糙度硅橡胶憎水性
        4.2.2 不同粗糙度硅橡胶沿面闪络电压
    4.3 粗糙度对电场影响分析
        4.3.1 表面粗糙度对硅橡胶沿面电场的影响
        4.3.2 粗糙度试样附着单个分离水珠闪络电压分析
    4.4 讨论
        4.4.1 干闪电压和湿闪电压
        4.4.2 附着分离水珠时沿面闪络电压
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果清单



本文编号:3791526

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