| 作者： | 程浩 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 司马文霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 关键词： | 沙尘环境;绝缘子;交流闪络电压;沉积密度;不溶性污秽物 |
| 摘要： | 近年来，频繁发生的沙尘暴对我国多个省份的工、农业生产与人民生活造成了严重影响，特别是对于高压电网线路外绝缘的危害尤为突出，已多次造成大面积输电线路发生闪络事故。对于外绝缘而言，沙尘暴的影响主要体现在严重积污和周围介质环境的改变，一方面，沙尘暴发作时空气中的风沙和盐分矿物等固体微粒含量显著增加，容易导致绝缘子串表面积污，增加污秽闪络发生的风险；另一方面，沙尘暴气候下环境介质会由原来的较纯净空气介质变为多物质含量的混合介质，线路外绝缘结构的工作环境将会发生很大转变。本文在参阅相关文献和已有研究成果的基础上，采取理论分析和实验相结合的方法，以XP-70瓷绝缘子为研究对象，重点研究了这两大方面对绝缘子交流闪络特性的影响规律。 本文通过大量的人工污秽试验发现：XP-70瓷绝缘子交流闪络电压随风速的增大而升高，风沙环境下的闪络电压比有风无沙时低；随着沙尘颗粒带电量的增大，绝缘子的交流闪络电压降低，且沙粒带正电荷时绝缘子交流闪络电压较带负电荷时低；沉积的沙粒对污秽绝缘子闪络电压的影响与盐密无关，是独立的，同时绝缘子闪络电压的变化与沙尘沉积量有关，沉积密度较小时，绝缘子的交流闪络电压随沉积密度的增大而降低，沉积密度增大到20mg/cm2后，绝缘子的闪络电压反而有升高的趋势。 不溶性污秽物类型的不同对绝缘子闪络电压的影响存在差异，本文通过人工污秽试验研究了两种不溶性污秽物对绝缘子闪络电压影响的差异，结果表明在相同沉积量下，绝缘子表面沉积沙尘时其闪络电压下降的幅度较小，因此，在风沙较大的地区用硅藻土模拟沙尘颗粒制定污秽等级的相关标准是安全的。 本文建立了沙尘暴环境下XP-70瓷绝缘子的电场仿真模型，并对绝缘子在沙尘环境下的沿面电场分布进行了仿真计算，结果表明风沙环境下绝缘子沿面电场分布受周围沙尘颗粒的影响较小，但沙粒带电荷后对其电场分布有较大的畸变作用，在出现带电沙粒的区域，其电位分布变化显著，且绝缘子沿面电场强度明显增大；沉积沙尘时绝缘子表面出现无沙区域后，该区域内电场强度增大。 利用高速摄像机拍摄了绝缘子在风沙环境中以及沉积沙粒时的闪络过程。大风作用下绝缘子闪络时出现明显的飘弧现象，延长了电弧的发展时间；少量沙尘沉积时随着施加电压的升高，沙粒会发生跳跃并向四周运动，在局部形成无沙区域，而沙尘沉积量较大时，在放电通道有沙粒跳跃，但没有明显的无沙区域形成。 |