[发明专利]一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法

说明书

本发明涉及一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法，其技术特点是：使用Fluent软件的Geometry和Mesh模块，建立防湿雪绝缘子及其周围流场模型并划分网格；利用Fluent对绝缘子周围流场模型进行流体力学仿真计算，求解流场；根据变量修改参数重复求解，得出每个有限元的各元素数值；获得防湿雪复合绝缘子周围气体流场的分布、不同风速、颗粒粒径下的绝缘子积污特性。本发明设计合理，其仿真分析不同伞型结构和悬挂方式下防湿雪复合绝缘子周围流场的差异，获得不同双串悬挂方式、普通型与防湿雪型绝缘子防污闪特性及其关键影响因素，为防湿雪复合绝缘子在重点地区的应用奠定基础。

技术领域

本发明属于架空输电线路技术领域，尤其是一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法。

背景技术

绝缘子在电力系统中主要起到电气绝缘和机械支撑的重要作用，是关系到电力系统安全稳定运行的重要电气设备，在架空线路中有着广泛的应用。为了维护电力系统的稳定，有关绝缘子容易发生故障的研究就尤为重要。在电力系统实际运行中，绝缘子常常设置在户外，处于各种类型的外部环境，甚至是恶劣条件下。这就导致很多的污染物，比如自然界的盐碱，鸟粪，灰尘，其他固体颗粒物等，容易在绝缘子的表面沉积附着，形成一层污秽层。在晴天气候比较干燥的的时候，污秽层的电导较低，而一旦遇到雾、露、毛毛雨、融雪等潮湿的天气时，绝缘子表面的污秽物会吸收水分，使得污秽层里含有的电解质开始发生溶解、电离，这样的溶解和电离会导致绝缘子表面污秽层的电导增大。再加上绝缘子两端的高电压的作用，因此很容易发生绝缘子的污闪事故。

现阶段电力部门和相关研究人员开展防污工作通常是以污秽度测量为基础，通过污秽度测量来研究绝缘子的积污规律，以此为依据来确定污区等级，指导外绝缘设计、爬距调整和线路清扫等相关工作。对于典型绝缘子积污情况的研究是指导绝缘子积污研究工作的基础，而对于其他特定形状的绝缘子的积污分析也是必不可少的。

近年来，电力部门针对部分电网部分冰雪闪络地区的输电线路进行了防冰(雪)改造，其采用具有加大伞裙的复合防湿雪绝缘子，并且保持悬垂串为双串设计，以改善线路防湿雪闪络、防风偏、掉串能力。但双串设计如II型、V型和倒V型等悬挂方式对现有外绝缘性能的影响尚无综合考虑，特别是针对特加大伞裙的复合防湿雪绝缘子的积污特性分析，尚未开展系统的研究工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、准确可靠并能够为输电线路改造提供依据的防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法，包括以下步骤：

步骤1、使用Fluent软件的Geometry和Mesh模块，建立防湿雪绝缘子及其周围流场模型并划分网格；

步骤2、利用Fluent对绝缘子周围流场模型进行流体力学仿真计算，求解流场；

步骤3、根据变量修改参数重复求解，得出每个有限元的各元素数值；

步骤4、根据步骤3得到的元素数值获得防湿雪复合绝缘子周围气体流场的分布、不同风速、颗粒粒径下的绝缘子积污特性。

所述防湿雪绝缘子模型节选整个绝缘子中的一个大伞群和两个小伞群，并将绝缘子杆部简化为了圆柱体；所述流场模型的流场区域的尺寸为2100×2600×2800mm，其中左侧为空气流场的进口，右侧为空气流场的出口。

所述划分网络采用四面体的网格划分的方法，在划分网格时，对绝缘子模型进行压缩处理，得到完整的绝缘子表面边界面，保证在流体实验中完成绝缘子壁面静态压力分布显示、空气流场矢量方向显示、污秽颗粒捕捉。