典型絕緣子積污特性數(shù)值仿真.pdf

1、輸電線路污閃嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)絕緣子的積污特性進(jìn)行研究，有助于揭示輸電線路絕緣子積污規(guī)律，降低污閃事故率。目前對(duì)絕緣子積污特性的研究大多都是基于自然積污試驗(yàn)和風(fēng)洞積污試驗(yàn)，這兩種試驗(yàn)方法的試驗(yàn)周期長，而且試驗(yàn)因素可控性差。計(jì)算流體力學(xué)的長足發(fā)展，使得采用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)絕緣子的積污特性進(jìn)行研究成為可能。目前從流體力學(xué)仿真計(jì)算角度進(jìn)行的絕緣子積污分析尚不全面，將仿真分析和試驗(yàn)相結(jié)合的研究工作更少。本文采用計(jì)算流體力學(xué)中氣-

2、固兩相流的仿真計(jì)算方法，對(duì)典型絕緣子積污特性進(jìn)行研究。搭建了絕緣子風(fēng)洞試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)仿真計(jì)算的方法的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文對(duì)絕緣子進(jìn)行1：1的建模，采用歐拉兩相流法利用Fluent軟件對(duì)絕緣子周圍的流場進(jìn)行計(jì)算。鑒于絕緣子形狀的復(fù)雜性，在湍流的計(jì)算中采用精度更高的RNG k-?湍流模型。在后處理中分析了絕緣子表面靜壓和傘裙周圍的速度矢量特征，利用計(jì)算得到的絕緣子表面污穢體積分?jǐn)?shù)對(duì)絕緣子表面的積污進(jìn)行表征。研究了風(fēng)速、污穢濃度、

3、污穢顆粒物粒徑以及氣流傾角對(duì)絕緣子積污的影響，討論了絕緣子表面污穢的不均勻分布規(guī)律。
　　研究表明，污穢顆粒在絕緣子表面的積聚，主要與流場特性以及顆粒的受力狀態(tài)有關(guān)；污穢在絕緣子表面的分布呈現(xiàn)一定的不均勻性，迎風(fēng)面和背風(fēng)面積污較為嚴(yán)重，而側(cè)風(fēng)面的積污程度較??；風(fēng)速對(duì)絕緣子的積污程度有較大的影響，風(fēng)速的增加使得污穢顆粒的碰撞率增大，絕緣子背風(fēng)面繞流加重，積污程度增加，具體的變化情況與絕緣子的型式有一定關(guān)系；絕緣子表面積污程度與污穢濃