[发明专利]计及风速、污秽、粒径的防湿雪绝缘子防污特性分析方法

说明书

本发明涉及一种计及风速、污秽、粒径的防湿雪绝缘子防污特性分析方法，其技术特点包括：建立防湿雪绝缘子及空气流场模型；对空气流场模型进行网络划分；设置防湿雪绝缘子及空气流场模型的边界及初始条件；对空气流场模型进行求解计算；对求解结果进行后续处理得到防湿雪绝缘子防污特性。本发明根据防湿雪复合绝缘子所处地区的典型运行条件，仿真计算不同风速、污秽浓度、颗粒粒径等参数下防湿雪复合绝缘子的积污变化规律，分析不同运行环境参数对绝缘子积污特性的影响规律与影响机理，能够准确地分析出风速、污秽、粒径等因素对防湿雪绝缘子防污特性的影响，能够为输电线路改造提供依据。

技术领域

本发明属于架空输电线路绝缘子技术领域，尤其是一种计及风速、污秽、粒径的防湿雪绝缘子防污特性分析方法。

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的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，并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研究也是必不可少的。针对不同地区的不同气候条件、不同季节的影响、供电线路的运行情况以及其他因素，供电线路的绝缘子需要根据设计成不同的针对特殊环境的伞形结构。

近年来，电力部门针对部分电网冰雪闪络地区的输电线路进行了防冰(雪)改造，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，特别是与防湿雪复合绝缘子串在实际运行过程中密切相关的防污特性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计及风速、污秽、粒径的防湿雪绝缘子防污特性分析方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种计及风速、污秽、粒径的防湿雪绝缘子防污特性分析方法，包括以下步骤：

步骤1、建立防湿雪绝缘子及空气流场模型；

步骤2、对空气流场模型进行网络划分；

步骤3、设置防湿雪绝缘子及空气流场模型的边界及初始条件；

步骤4、对空气流场模型进行求解计算；

步骤5、对求解结果进行后续处理得到防湿雪绝缘子防污特性。

所述防湿雪绝缘子模型是节选了整个绝缘子中的一个大伞群，加上两个小伞群，并将绝缘子杆部简化为了圆柱体；所述空气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。

所述步骤2采用采用四面体的网格划分方法进行网格划分，在网格划分时，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。

所述步骤3的具体实现方法为：