输电线路悬式绝缘子动态积污研究

论文摘要

输电线路和变电站的户外电气设备经常遭受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘、鸟粪等污染。当空气湿度高,例如在雾、露、毛毛雨、溶雪等不利气象条件下,绝缘表面的污秽将被湿润,在外加电压作用下其表面电导和泄漏电流将大大增加,从而可能导致沿绝缘污秽表面发生污闪。目前在实际指导电网维护中使用的方法,有一定的滞后性,即不能准确反应出当年的实际外绝缘染污状况。如何及时准确地判断外绝缘染污状况,用以在实际运行中预测污闪风险、指导调爬以及线路外绝缘设计等,这方面研究国内外还未见报道。针对当前自然积污特性研究的现状,本文从对空气中颗粒在绝缘子表面沉积过程的分析入手,重点提出了通过分析颗粒物在绝缘子表面沉积的物理过程来研究绝缘子自然积污规律的方法,以此方法来对绝缘子的积污情况进行预测,使精确地预测绝缘子运行状态成为可能。对绝缘子的动态积污理论的研究,本文已经取得了一些初步的成果,分析了大气悬浮颗粒物的自然沉降过程和在较干燥情况下被风力移除绝缘子表面的过程,推导得出风力移除物体表面粘附颗粒的条件,颗粒粒径越大,越容易被风力移除,风速越大,颗粒越容易被移除。并对理论推导进行了试验验证。通过非带电串的自然积污实验,进一步说明了自然积污模型的合理性。同时指出对于悬挂在自然环境中的线路悬式绝缘子,一般空气中颗粒物浓度大的地区,绝缘子表面积污较严重；对于绝缘子上表面,风速较大的地区积污严重程度会有较大的降低；对于绝缘子下表面,风速一般对积污严重程度影响不大,但环境中污染物的成分对绝缘子盐密值影响较大。对于一般绝缘子,在无降雨影响时,其上下表面盐密值一般随时间的增长而变大,上表面的盐密增长速率有较好的统计规律,一般变化范围不大。提出了悬式绝缘子的动态积污理论,基于动态积污理论提出了指导防污工作的方法,编写了污闪预警软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究绝缘子自然积污规律的意义
• 1.2 国内外绝缘子自然积污特性研究现状
• 1.2.1 自然积污与气象条件的关系
• 1.2.2 自然积污与空气悬浮颗粒物及SO2等气体浓度的关系
• 1.2.3 自然积污与绝缘子型式及带电状况的关系
• 1.2.4 自然积污速率的研究
• 1.2.5 利用饱和盐密指导防污工作的研究
• 1.2.6 自然积污特性研究现状分析
• 1.3 颗粒物在自然环境下的沉降及在固体表面的粘附
• 1.4 本论文所做的主要工作及创新点
• 1.5 本章小结
• 第二章 悬式绝缘子自然积污机理分析
• 2.1 悬式绝缘子自然状态下的积污过程
• 2.2 颗粒物在自然条件下的沉降模型
• 2.2.1 颗粒在无风状态下的自由沉降
• 2.2.2 颗粒在重力和风力作用下的沉降
• 2.3 颗粒物在表面的粘附力学模型
• 2.3.1 范德华力
• 2.3.2 静电力
• 2.3.3 毛细作用力
• 2.3.4 颗粒在表面的粘附力合成力学模型
• 2.4 表面粘附颗粒物在风力作用下的移除
• 2.5 悬式绝缘子简单自然积污模型
• 2.6 本章小结
• 第三章 风力移除玻璃表面附着颗粒物的试验
• 3.1 试验装置及试品
• 3.2 试验方法及程序
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 试验流程
• 3.3 风速对颗粒残留量的影响
• 3.4 涂污量多少对颗粒移除情况的影响
• 3.5 玻璃表面残余颗粒物的饱和量
• 3.6 本章小结
• 第四章 非带电串绝缘子的自然积污试验
• 4.1 试验环境及试验点的布置
• 4.2 试验方法及程序
• 4.2.1 样本的采集
• 4.2.2 样本的测试
• 4.3 地域因素与积污时间对绝缘子表面积污的影响
• 4.3.1 地域
• 4.3.2 积污时间
• 4.4 本章小结
• 第五章 悬式绝缘子的动态积污及其应用
• 5.1 输电线路悬式绝缘子的动态积污
• 5.2 绝缘子动态积污的应用
• 5.2.1 输电线路的污秽严重程度预警
• 5.2.2 污秽严重程度预警软件
• 5.2.3 指导线路清扫和调爬工作
• 5.2.4 做为线路绝缘设计的参考依据
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 答辩委员会对论文的评定意见