降雨對棒―板短空氣間隙直流放電影響的仿真及試驗研究.pdf

1、降雨對棒―板短空氣間隙直流放電影響的仿真及試驗研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：劉偉指導(dǎo)教師：蔣興良教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一一年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著我國輸電線路建設(shè)的不斷加快，運(yùn)行電壓等級的不斷提高，強(qiáng)降雨等惡劣氣象條件所致的空氣絕緣強(qiáng)度下降問題越來越突出。目前，國內(nèi)外對降雨條件下空氣間隙放電特性、放電機(jī)制及其影響因素的研究并不全面，特別是降雨對短空氣間隙直流放電影響的研究還鮮見報

2、道。因此，本論文對降雨條件下棒―板短空氣間隙的正極性直流放電進(jìn)行了研究。本文通過解析計算得到了均勻電場中雨滴周圍的電場分布情況，并討論了極不均勻電場的情況。然后選取棒―板空氣間隙軸對稱模型作為基本仿真結(jié)構(gòu)，結(jié)合本文構(gòu)建的雨滴模型，雨滴分布模型以及棒電極末端形成水膜、水滴及水柱模型等，系統(tǒng)地對降雨條件下棒―板短空氣間隙正極性直流電場進(jìn)行了仿真計算，得到了不同降雨條件下棒―板短空氣間隙正極性直流電場的畸變程度及其對放電電壓的影響。最后，本文

3、還進(jìn)行了實驗室模擬降雨及現(xiàn)場自然降雨下的棒―板短空氣間隙正極性直流放電試驗，主要驗證了有無降雨、降雨強(qiáng)度、棒電極末端是否形成水柱等對棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓的影響。此外，還試驗研究了雨水電導(dǎo)率以及雨水溫度對棒―板短空氣間隙直流擊穿電壓的影響。仿真研究結(jié)果表明：雨滴對棒―板短空氣間隙正極性直流電場有明顯的畸變作用；雨滴表面靠近高壓端處場強(qiáng)最大；雨滴內(nèi)部為場強(qiáng)值接近0的均勻場，場強(qiáng)大小與雨滴尺寸無關(guān)；實際形狀的雨滴，其尺寸越大，越

4、靠近高壓端，引起的電場畸變越嚴(yán)重；雨滴數(shù)目越多、大直徑雨滴所占體積比越高、總雨滴的占空比越高，棒―板短空氣間隙正極性直流電場畸變越嚴(yán)重；棒電極末端形成的水膜、水滴對空間電場的畸變作用很?。话綦姌O尖端形成的水柱對棒―板短空氣間隙正極性直流電場的影響最大。實驗室及現(xiàn)場試驗結(jié)果表明：暴雨時棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓比干燥時下降明顯；降雨強(qiáng)度與棒―板短空氣間隙正極性直流擊穿電壓之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；強(qiáng)降雨時棒電極末端形成的水柱能夠極