基于等效模型的瓷和玻璃绝缘子覆冰程度表征参数研究

发布时间：2017-07-20 13:02

  本文关键词：基于等效模型的瓷和玻璃绝缘子覆冰程度表征参数研究

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【摘要】：国内外在绝缘子覆冰方面做了很多研究,但是对于绝缘子覆冰程度的表征至今尚无统一的认识,不同学者采用的绝缘子覆冰程度表征参数也不相同。由于绝缘子结构较导线复杂,其表面覆冰形状和分布各异,采用旋转导体覆冰厚度、冰棱数量和平均覆冰厚度无法完全反映绝缘子覆冰的真实状态,对绝缘子覆冰程度的表征需要有一个统一的标准。本文以瓷和玻璃绝缘子为研究对象,在重庆大学雪峰山自然覆冰试验基地进行绝缘子的自然覆冰试验,研究自然条件下绝缘子的覆冰增长特性。从水滴碰撞系数的角度出发,提出绝缘子等效直径的计算方法,建立绝缘子的等效模型及等效模型覆冰质量的计算公式,并进行了自然覆冰和人工覆冰试验研究。然后在重庆大学小型人工气候室对绝缘子进行覆冰试验,研究不同环境参数时等效模型覆冰质量对绝缘子覆冰程度的表征及绝缘子覆冰质量与等效模型覆冰质量的等价性。论文得出的主要结论如下:(1)自然环境下,瓷和玻璃绝缘子表面覆冰形态相似,存在明显的迎风侧和背风侧,迎风侧覆冰较为严重,背风侧覆冰较少且覆冰比较均匀,绝缘子凹槽内表面上也存在少量覆冰;绝缘子自然覆冰可分为覆冰前期、覆冰中期、覆冰后期三个阶段,绝缘子覆冰质量随时间的增长呈非线性增长;绝缘子覆冰与覆冰时间、气象参数、绝缘子结构等有关,风速越大,温度越低,绝缘子覆冰增长越快。对于同一种类型的绝缘子,盘径越大的绝缘子覆冰质量增长越大。(2)基于绝缘子的水滴碰撞系数,绝缘子有圆柱体等效模型,圆柱体等效模型的直径为绝缘子的等效直径,绝缘子的等效直径与环境参数有关。自然覆冰与人工覆冰试验过程中,XP-70、LXY-160两种绝缘子的覆冰质量与等效模型覆冰质量均呈线性关系。(3)对于XP-70和LXY-160两种绝缘子,风速和温度对绝缘子等效模型的等效性有影响,风速越大、温度越低,等效模型覆冰质量估算绝缘子覆冰质量的平均相对误差越大。绝缘子类型不同时,风速和温度对绝缘子等效模型等效性的影响程度也不同。(4)绝缘子等效模型覆冰质量与绝缘子覆冰质量均可表征绝缘子的覆冰程度,并且它们之间存在等价性关系。
【关键词】：绝缘子 碰撞系数 等效直径 等效模型覆冰质量 覆冰程度表征方法
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM216
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-18
• 1.2.1 绝缘子覆冰形成机理及试验方法9-11
• 1.2.2 输电线路覆冰模型11-15
• 1.2.3 绝缘子覆冰表征参数15-16
• 1.2.4 覆冰过程中绝缘子外部流场特性16-18
• 1.3 本文的主要研究内容18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 绝缘子自然覆冰增长特性19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 自然覆冰试验装置、试品及试验方法19-23
• 2.2.1 试验装置19-21
• 2.2.2 装置与试品21-22
• 2.2.3 试验方法22-23
• 2.3 绝缘子自然覆冰结果与分析23-31
• 2.3.1 绝缘子自然覆冰形态23-27
• 2.3.2 绝缘子自然覆冰增长特性27-29
• 2.3.3 环境参数对绝缘子自然覆冰增长的影响29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 3 绝缘子覆冰等效模型研究33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 绝缘子等效模型33-35
• 3.2.1 绝缘子等效直径33-34
• 3.2.2 绝缘子等效模型覆冰质量34-35
• 3.3 水滴碰撞系数的计算35-40
• 3.3.1 绝缘子几何建模与网格划分35-37
• 3.3.2 边界条件与求解方法的设置37
• 3.3.3 绝缘子外流场仿真结果及分析37-39
• 3.3.4 绝缘子的水滴碰撞系数39-40
• 3.3.5 圆柱体的水滴碰撞系数40
• 3.4 绝缘子等效模型等效性的覆冰试验研究40-45
• 3.4.1 绝缘子及基准模型自然覆冰试验结果与分析40-43
• 3.4.2 绝缘子及基准模型人工覆冰试验结果与分析43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 4 环境参数对绝缘子等效模型等效性的影响47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 绝缘子等效模型覆冰试验、试品及方法47-49
• 4.2.1 试验装置47-48
• 4.2.2 试品48-49
• 4.2.3 试验程序49
• 4.3 风速对绝缘子等效模型等效性的影响49-53
• 4.4 温度对绝缘子等效模型等效性的影响53-57
• 4.5 本章小结57-59
• 5 结论与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录67
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目目录67

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本文编号：568096