棒—板空气间隙淋雨操作冲击放电特性研究

论文摘要

近年来,我国局部地区空气污染越来越严重,雨水电导率不断增加,根据目前超高压输电线路的运行情况来看,在暴雨时,发生过导线-杆塔的闪络事故,而在进行外绝缘设计时一般不考虑淋雨对空气间隙操作冲击放电特性的影响,国内外对空气间隙操作冲击淋雨放电特性研究很少。棒-板空气间隙是空气间隙击穿电压设计的参考依据,因此,本文的研究具有重要的工程应用价值。由于淋雨状态下负极性操作冲击放电电压仍高于正极性,因此,本文通过人工降雨对棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电特性进行试验研究,建立含有雨滴的1m棒-板空气间隙正极性操作冲击放电模型,分析雨滴对放电的影响,进而分析淋雨对放电的影响。论文研究表明:雨水电导率、平均降雨强度、气温对棒-板空气间隙正极性操作冲击50%放电电压均有影响。50%放电电压随雨水电导率、平均降雨强度、气温的增加而下降,且平均降雨强度的影响最明显,其次为气温,而雨水电导率的影响最小且可以忽略。放电电压受淋雨的影响与间隙距离有关,间隙越长,受淋雨影响越小。根据试验的极限值,如果温度和降雨强度变化明显,降雨对0.10.5m和1m空气间隙的正极性操作冲击50%放电特性有一定的影响,但如果降雨强度较小,在工程上可忽略降雨的影响;降雨对0.10.5m和1m空气间隙的正极性操作冲击击穿时间的影响均不显著,可忽略其影响。雨滴不会改变空气间隙的放电顺序,放电仍由棒极开始逐步向板极发展;在雨滴汽化以前,雨滴表面会聚集一定量的带电粒子,同时雨滴为等电位体,其表面的电场强度为零,严重畸变雨滴周围的电场,并使其周围的电场强度增强,有利于放电的发展,降低放电电压;在雨滴汽化以后,雨滴对放电没有影响;降雨强度越大,带电粒子浓度、电位、电场强度受降雨影响程度越大,越有利于放电发展,放电电压越低。降雨增加了空气湿度,使附着系数增加,提高放电电压,而作为悬浮导体的雨滴会降低放电电压,这两方面相互作用,导致降雨对空气间隙正极性操作冲击放电电压的影响不显著。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 干燥状态下空气间隙放电特性
• 1.2.2 淋雨状态下空气间隙放电特性
• 1.2.3 悬浮体对空气间隙放电的影响
• 1.2.4 国内外研究现状总结
• 1.3 论文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 2 试验装置、方法及试验布置
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 试验电源
• 2.1.2 试品布置
• 2.1.3 试验原理接线图
• 2.1.4 降雨装置和雨量的测量
• 2.1.5 雨水电导率的测量
• 2.1.6 大气参数的测量
• 2.2 加压方法
• 2.3 50%放电电压的求取
• 2.4 本章小结
• 3 棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电特性及电压校正
• 3.1 棒-板短空气间隙正极性操作冲击淋雨放电特性及电压校正
• 3.1.1 棒-板短空气间隙正极性操作冲击淋雨放电试验结果及试验条件
• 3.1.2 棒-板短空气间隙正极性操作冲击淋雨放电电压的校正
• 3.1.3 淋雨对棒-板短空气间隙正极性操作冲击放电电压的影响
• 3.1.4 淋雨对棒-板短空气间隙正极性操作冲击击穿时间的影响
• 3.2 1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电特性及电压校正
• 3.2.1 1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电试验结果及试验条件
• 3.2.2 1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电电压的校正
• 3.2.3 淋雨对1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击放电电压的影响
• 3.2.4 淋雨对1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击击穿时间的影响
• 3.3 0.1～0.5m 与1m 棒-板空气间隙正极性操作冲击淋雨放电特性比较
• 3.4 本章小结
• 4 操作冲击下淋雨对棒-板空气间隙电场分布影响的仿真分析
• 4.1 仿真模型的建立
• 4.1.1 有限单元法和Femlab 软件简介
• 4.1.2 模型的建立原则
• 4.1.3 模型的计算过程
• 4.1.4 放电过程的连续性方程
• 4.1.5 连续性方程的边界条件
• 4.1.6 模型参数的选取
• 4.2 仿真计算结果及分析
• 4.2.1 空气间隙中无雨滴时的仿真结果及分析
• 4.2.2 空气间隙中存在单个雨滴时的仿真结果及分析
• 4.2.3 空气间隙中存在两个雨滴时的仿真结果及分析
• 4.3 淋雨对棒-板空气间隙正极性操作冲击放电影响的探讨
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目