[发明专利]基于COMSOL的芯棒酥朽复合绝缘子温升特性确定方法

说明书

本发明提供的一种基于COMSOL的芯棒酥朽复合绝缘子温升特性确定方法，包括:S1.采集芯棒酥朽符合绝缘子参数，包括复合绝缘子规格、复合绝缘子材料属性、酥朽芯棒材料属性、均压环规格、均压环材料属性；S2.基于COMSOL软件构建芯棒酥朽复合绝缘子的仿真模型，并在仿真模型中将空气外环境区域宽度设置为复合绝缘子径向长度的20倍；S3.设置仿真模型的边界条件以及仿真时间；S4.基于步骤S2的仿真模型进行芯棒酥朽复合绝缘子的仿真模型仿真计算，获得芯棒酥朽复合绝缘子的三维温度分布状态；S5.基于三维温度分布状态提取绝缘子表面轴线的温度曲线，并以温度曲线的最大温度值和温度值中位数的差值作为芯棒酥朽复合绝缘子温升幅值。

技术领域

本发明涉及一种电力设备特性分析方法，尤其涉及一种基于COMSOL的芯棒酥朽复合绝缘子温升特性确定方法。

背景技术

硅橡胶复合绝缘子具有优异的防污闪性能以及强度高、不易破碎、重量轻便、易于安装维护等众多优点，因而在我国电力系统中得到大量应用。

目前，国内发生了多起芯棒酥朽引发的绝缘子异常发热事故。酥朽的芯棒宏观断面不光滑、芯棒的质地变酥、形如枯朽的木头。硅橡胶护套与玻璃钢芯棒间的界面失效区域多与高压端之间通过碳化通道相连，且严重酥朽的复合绝缘子会在机械应力的作用下发生断裂，从而引发严重的电力事故，而芯棒酥朽绝缘子的酥朽程度以其温度特性表现，即不同的温度变压能够表征相应的酥朽程度，而如何准确确定其温升特性一直以来是一个技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于COMSOL的芯棒酥朽复合绝缘子温升特性确定方法，能够准确地将芯棒酥朽的绝缘子的温升特性进行仿真计算，从而能够判断出芯棒的酥朽程度，为绝缘子的使用以及绝缘子的检修、更换提出准确的数据支持，为电力系统的运行提供保障。

本发明提供的一种基于COMSOL的芯棒酥朽复合绝缘子温升特性确定方法，包括以下步骤:

S1.采集芯棒酥朽符合绝缘子参数，包括复合绝缘子规格、复合绝缘子材料属性、酥朽芯棒材料属性、均压环规格、均压环材料属性；

S2.基于COMSOL软件构建芯棒酥朽复合绝缘子的仿真模型，并在仿真模型中将空气外环境区域宽度设置为复合绝缘子径向长度的20倍；

S3.设置仿真模型的边界条件以及仿真时间；

S4.基于步骤S2的仿真模型进行芯棒酥朽复合绝缘子的仿真模型仿真计算，获得芯棒酥朽复合绝缘子的三维温度分布状态；

S5.基于三维温度分布状态提取绝缘子表面轴线的温度曲线，并以温度曲线的最大温度值和温度值中位数的差值作为芯棒酥朽复合绝缘子温升幅值。

进一步，复合绝缘子规格包括结构长度、芯棒直径、护套厚度、伞裙直径以及伞裙间隔长度。

进一步，均压环规格包括均压环的直径和管径。

进一步，复合绝缘子材料属性、酥朽芯棒材料属性和均压环材料属性均包括：介电常数、电导率、导热系数、密度以及恒压热容。

进一步，设置仿真模型的边界条件包括：

在复合绝缘子高压端部施加额定运行电压，低压端部接地的边界条件，并在复合绝缘子护套表面施加水平圆柱外部自然对流模型、伞裙上下表面分别施加水平平板上侧外部自然对流模型和水平平板下侧外部自然对流模型。

进一步，仿真时间设定为2小时。

本发明的有益效果：通过本发明，能够准确地将芯棒酥朽的绝缘子的温升特性进行仿真计算，从而能够判断出芯棒的酥朽程度，为绝缘子的使用以及绝缘子的检修、更换提出准确的数据支持，为电力系统的运行提供保障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：