您现在的位置:首页 >实验室基金
 
实验室基金
自主研究课题
中青年创新基金
开放课题
实验室基金
 
电力设备抵御强风、沙尘暴自然灾害技术的研究
来源:电力设备电气绝缘国家重点实验室   作者:管理员   人气:3550  发布时间:2010/3/1
页面功能: 【字体:  】 【打印】 【复制本页地址】 【收藏】 【关闭】  

负责人和研究队伍:彭宗仁、贺博、高乃奎、刘学忠、金海云、万军、陈邦发、张刚

拟解决的关键科学问题

1)高沙尘浓度、强风沙流速、不同沙尘属性下的电力设备外绝缘不明闪络机理;

2)不同外绝缘结构表面积污量与风速、沙尘含量、颗粒度、持续时间的关系和积污规律;

3)风、沙、电共同作用下,沙尘粒子在绝缘子表面沉降过程的物理场仿真计算技术;

4)高含沙气-固流体介质沙蚀电力设备外绝缘表面的蚀损特征及其对电气性能的影响;

5)沙尘带电自然积污与人工染污试品的沿面放电机理和污耐受特性;

6)电力设备抵御强风和沙尘暴气候的外绝缘结构优化设计。

主要研究内容

1不同沙尘成分和流体流速下,不明闪络出现的可能性和条件

2)高沙尘浓度,高风沙流速下不同伞形结构出现伞裙桥接放电的可能性和条件;

3)沙尘气候下不同种类,不同伞形结构,不同位置绝缘子的积污规律。量化积污量,分析积污量和外界条件(风速,时间,固体浓度,颗粒度等)的关系,寻找各典型绝缘结构下的最大积污量;

4)不同安装方式或串型结构下的积污规律,最大积污量以及表现出来的耐受特性

差异;

5)自然积污和人工污染两种试品在沿面放电和耐受特性上的差异;

6)流、电场共同作用下灰尘颗粒在绝缘子表面沉降过程的方针方法;

7)高含沙气-固流体介质的击穿特性;

8)高含沙气-固流体对于绝缘子附近电场分布影响的仿真计算;

9)复合绝缘子经历强沙暴沙蚀、冲刷后表面特征的变化;

10)研究线路设计、选型、维护方案和措施。

研究目标

建立沙尘暴环境下复杂绝缘结构表面积污过程的仿真方法,以及高水平的沙尘暴模拟试验平台;得出沙尘介质环境下绝缘子飞弧桥接和闪络的特征参数,建立绝缘子伞形、串型结构与积污量的关系,形成灾害气候危害电网的特征性分析结论;提出补充国家标准中涉及强风及沙尘暴环境的相关内容;提交“电力设备抵御强风、沙尘暴自然灾害技术的研究”报告。

研究方案:

1)采集沙漠区,盐碱区,矿区,草原等地域的实际沙样,调研不同地域历年沙尘暴的记录资料,包括风速,风向,颗粒含量,颗粒成分,持续时间,温、湿度,气候状况等资料,制定出可以模拟实际沙尘环境的试验条件;

2)选择钟型、双伞型、三伞型瓷和玻璃绝缘子串型以及复合绝缘子,按照“І”串,“V-(60º)”串,“V-(90º)”串,“V-(120º)”串,“Y”串等不同结构安装,选择加电和不加电两种情况进行试验,然后定量分析绝缘子上灰尘的累计,对比电场对于绝缘子盐密、灰密的影响;观察不明闪络的现象、成因和条件;

3)对积污试品进行干、湿工频耐受试验和交流污秽闪络试验,用耐受指标来量化积污后试品的电性能,讨论伞形结构、串型结构、沙尘试验控制条件对试品绝缘性能的影响;

4)在微风环境下,利用人工配比的盐、灰颗粒物模拟实际现场的自然积污,染污出自然积污试品,同时利用相同的颗粒物按照固体层法染污出均匀分布的染污试品,分别对两种试品进行工频耐受试验和污秽试验,观察对比两种染污试品的放电和耐受差异;

5)利用现有的沙尘暴模拟实验平台进行积污实验,分析表面沉降颗粒的形态,粒度分布;选择近似的颗粒模型,建立颗粒的受力方程和运动方程;将颗粒和壁面的碰撞过程看作非弹性碰撞过程,建立碰撞、弹射方程,确定沉降条件和弹射条件;对建立模型进行仿真,和相关报道进行比较,确定参数,并通过实验验证模型的合理性;将建立的模型嵌入fluent软件,实现仿真,验证仿真结果;

6)汇总出沙尘暴环境下绝缘子串的设计、优化、选择、维护以及人工染污方面应该考虑的因素和指导性结论。
 
 
地址:西安市咸宁西路28号 E-mail:eiskl@mail.xjtu.edu.cn
邮编:710049 电话:029-82667884 传真:029-82668567