高速氣流環(huán)境車頂絕緣子積污特性及其對閃絡(luò)的影響機理研究.pdf

1、列車運行時，車頂絕緣子處于高速氣流環(huán)境中，污穢在絕緣子表面分布不均勻，容易引起車頂絕緣子閃絡(luò)。同時，在霧、雨環(huán)境中接觸網(wǎng)上可能凝結(jié)水滴，列車運行時，車頂受電弓與接觸網(wǎng)接觸，水滴沿受流設(shè)備流動、滴落，引起車頂電場畸變，誘發(fā)閃絡(luò)。尤其是近幾年來，霧、雨環(huán)境造成車頂絕緣子閃絡(luò)的問題更加突出。當前，電氣化鐵路復(fù)雜環(huán)境絕緣閃絡(luò)問題的理論研究尚不深入，工程上還沒有很好解決該問題的系統(tǒng)方案，成為制約列車安全、穩(wěn)定運行的潛在威脅。在電氣化鐵路快速發(fā)展背

2、景下，研究高速氣流環(huán)境車頂絕緣子積污特性及閃絡(luò)機理對保證高速鐵路的安全運行具有重要的意義。
　　本文對高速列車強氣流環(huán)境車頂絕緣子積污特性及其對閃絡(luò)的影響機理進行了探索，根據(jù)車頂電場分析提出車頂設(shè)備優(yōu)化方法。
　　分析了高速氣流環(huán)境污穢顆粒受力特點;建立多相流體模型，討論了污穢顆粒在高速氣流中的運動狀態(tài);引入聚團流化理論分析污穢在絕緣子表面的粘附特性;結(jié)合試驗，研究了污穢顆粒、氣流流速、來流角度等對絕緣子表面積污分布的影響;

3、依據(jù)分析，得到了高速氣流環(huán)境絕緣子表面積污分布函數(shù)，提出一種分布函數(shù)測量方案;比較絕緣子傘裙傾角、傘裙間距、傘裙組合類型等不同的傘裙設(shè)計時絕緣子積污狀況;在減小表面積污角度，提出絕緣子的設(shè)計方法。
　　在電氣化鐵路車頂絕緣子污穢組成及污穢分布研究的基礎(chǔ)上，分析了污穢性質(zhì)及污穢分布對絕緣子表面電場的影響。討論了接近實際分布狀況時，不同傘裙設(shè)計對沿面電場的影響;在降低電場畸變的角度，提出絕緣子設(shè)計優(yōu)化方法。根據(jù)高速氣流環(huán)境車頂絕緣子沿

4、絕緣子方向及環(huán)繞絕緣子方向污穢的不均勻性，提出污穢非均勻分布閃絡(luò)時剩余電阻的計算方法;比較不同污穢分布狀況絕緣子閃絡(luò)特性，得到污穢沿面分布與環(huán)繞絕緣子非均勻分布對閃絡(luò)電壓的影響特性。采集成都—青城山高速鐵路沿線犀浦段污穢，建立了污穢失水模型，結(jié)合實驗分析了電氣化鐵路污穢失水過程中的電學(xué)特性;得出絕緣子染污程度的表征參量及表征方法。
　　根據(jù)高速列車車頂受流設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，分析了接觸網(wǎng)上水滴在車頂部件降落過程，比較了有效導(dǎo)電水滴對車