脉冲激光清洗瓷式绝缘子表面污秽温度场和应力场分析

发布时间：2022-01-22 19:59

　　脉冲激光清洗技术具有运行成本低和可控性好等优点,已开始应用于瓷式绝缘子表面的污秽清除。脉冲能量密度太大,会造成瓷绝缘子的损伤。能量密度过小,直接影响清洗效率。文中以瓷式绝缘子及表面污秽为对象,通过建立有限元模型,分析不同能量密度脉冲激光下瓷式绝缘子表面温度和应力随距离变化的规律,研究脉冲激光清洗瓷式绝缘子的表面污秽清洗机制,确定最佳清洗能量密度。结果表明,能量密度为1.18 J/cm²到2.01 J/cm²的脉冲激光清洗瓷式绝缘子时,绝缘子表面温度远小于其气化温度;脉冲能量密度为1.41 J/cm²时,表面最大的应力小于且接近瓷式绝缘子的抗拉强度,在不损伤基底的前提下此脉冲能量密度清污效率最高。研究成果为脉冲激光清洗瓷式绝缘子能量密度选择提供了重要依据。 

【文章来源】：高压电器. 2020,56(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

污秽瓷式绝缘子有限元模型

由图2可知，随着施加脉冲时间的增加，光斑内的热量积累，光斑内的温度逐渐升高。光斑内温度分布与同心圆类似，温度由圆心向四周层层递减。光斑能量分布不均匀，光斑中心温度与边缘温度相差100℃左右，可能会造成陶瓷基底的损伤。这说明，光斑能量分布的均匀性对于瓷式绝缘子表面污秽的清除至关重要。工况1、2、3时绝缘子表面横向温度变化曲线图见图3。

由图(3)可知，绝缘子表面横向温度先升高后降低，并以激光光斑中心向两侧对称分布。能量密度为2.01 J/cm2的脉冲激光在D=0.25 mm处温度为197.4℃。

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3602812