检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2023年第11期38卷 3033-3040,3051页

作者：吴海涛韩兴波蒋兴良郭思华国网重庆电力公司电力科学研究院重庆750002 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

输电线路导线覆冰危害电力输送安全,导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来,利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题,对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析,研究了导线直径... 详细信息

输电线路导线覆冰危害电力输送安全,导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来,利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题,对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析,研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响,提出扩径导线临界防冰直径D_(p)的计算方法,并对不同风速、水滴中值体积直径和不同温度条件下的D_(p)值进行了仿真计算。此外,通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究结果表明:扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小,但水滴碰撞范围会扩大;由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小,利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径D_(p),风速、水滴中值体积直径越大,环境温度越高,D_(p)值越大。

关键词：扩径导线覆冰水滴碰撞系数防冰

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基于区域分割方法的绝缘子覆冰质量预测模型

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高电压技术 2020年第2期46卷 406-412页

作者：张志劲张翼蒋兴良胡建林梁田输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400030 东南大学电气工程学院南京210096

绝缘子覆冰会引起闪络进而导致电网停电事故,覆冰质量是表征绝缘子覆冰程度的重要参数。由于绝缘子覆冰环境下迎背风面覆冰程度有较大差异,基于流体力学Lagrange法提出一种以区域分割方式数值计算绝缘子表面碰撞系数的方法;对绝缘子表... 详细信息

绝缘子覆冰会引起闪络进而导致电网停电事故,覆冰质量是表征绝缘子覆冰程度的重要参数。由于绝缘子覆冰环境下迎背风面覆冰程度有较大差异,基于流体力学Lagrange法提出一种以区域分割方式数值计算绝缘子表面碰撞系数的方法;对绝缘子表面不同区域的冻结系数进行计算,通过覆冰圆柱体表面覆冰质量计算公式等效计算建立绝缘子表面覆冰质量预测模型,并通过人工覆冰试验对试验结果进行验证。研究结果表明:XP–70绝缘子不同区域表面水滴碰撞系数存在较大差异,迎风面伞裙表面水滴碰撞系数比迎风面钢帽及伞裙边缘小得多,但是为背风面伞裙表面碰撞系数的2~3倍;0~60 min中,覆冰质量预测模型计算所得覆冰质量值与试验值的相对误差<20%。

关键词： XP–70绝缘子覆冰质量水滴碰撞系数冻结系数区域分割方式

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基于标准旋转导体等效碰撞系数的绝缘子覆冰表征

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电工技术学报 2018年第21期33卷 5119-5127页

作者：张志劲张翼蒋兴良梁田胡建林输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400030

绝缘子覆冰电气特性与其覆冰程度有关,但现有绝缘子覆冰程度表征方法多样且无法体现绝缘子结构差异。以XP-70绝缘子和标准旋转导体为研究对象,提出基于标准旋转导体等效碰撞系数的绝缘子覆冰程度表征方法,建立绝缘子和标准旋转导体水滴... 详细信息

绝缘子覆冰电气特性与其覆冰程度有关,但现有绝缘子覆冰程度表征方法多样且无法体现绝缘子结构差异。以XP-70绝缘子和标准旋转导体为研究对象,提出基于标准旋转导体等效碰撞系数的绝缘子覆冰程度表征方法,建立绝缘子和标准旋转导体水滴碰撞系数数值计算模型,分析不同环境参数下绝缘子和旋转导体水滴碰撞系数等效性关系并进行试验验证。研究结果表明:随着风速、水滴中值体积直径变大,绝缘子和标准旋转导体水滴碰撞系数均随之增大,但绝缘子和标准旋转导体水滴碰撞系数的比值随之减小;相同环境下,绝缘子覆冰质量随标准旋转导体覆冰质量增长近似呈线性关系,其斜率k1即绝缘子覆冰质量与标准旋转导体覆冰质量的比值;考虑冻结系数后,基于等效碰撞系数的绝缘子覆冰质量与标准旋转导体覆冰质量的理论比值k与试验比值k1的相对误差小于20%,研究结果可为绝缘子覆冰程度的表征提供参考。

关键词：绝缘子标准旋转导体水滴碰撞系数覆冰程度表征方法

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空气动力型绝缘子表面不同区域的水滴撞击特性

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高电压技术 2016年第3期42卷 900-907页

作者：张志劲郑强蒋兴良黄海舟重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030 国网重庆市电力公司万州供电分公司重庆404199

绝缘子严重覆冰会引发闪络进而导致电网停电事故,研究水滴撞击绝缘子表面的流场和运动特性对了解绝缘子的覆冰形成过程具有重要意义。以空气动力型绝缘子为研究对象,基于Lagrange法,通过数值求解覆冰过程中绝缘子外部连续气流场和水滴... 详细信息

绝缘子严重覆冰会引发闪络进而导致电网停电事故,研究水滴撞击绝缘子表面的流场和运动特性对了解绝缘子的覆冰形成过程具有重要意义。以空气动力型绝缘子为研究对象,基于Lagrange法,通过数值求解覆冰过程中绝缘子外部连续气流场和水滴运动轨迹,提出一种以区域分割方式数值计算绝缘子表面不同区域水滴碰撞系数的方法;分析了风速和水滴中值体积直径（MVD）对水滴碰撞系数的影响,并进行了试验验证。研究结果表明：对于空气动力型绝缘子,其钢帽和绝缘子伞边缘碰撞系数差别不大（〈3%）,2个区域的碰撞系数都远大于迎风侧绝缘子伞表面碰撞系数（高60%-190%）;迎风侧绝缘子伞表面的碰撞系数也几乎是背风侧绝缘子整体碰撞系数的2倍;水滴碰撞系数随风速和MVD的增大而增大,且MVD对水滴碰撞系数的影响程度比风速更大;采用区域分割方式分析得到的绝缘子覆冰特性与试验结果更相符。

关键词：空气动力型绝缘子覆冰流场水滴碰撞系数水滴撞击特性区域分割方式

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过冷水滴撞击复合绝缘子表面的数值模拟

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高电压技术 2008年第5期34卷 888-892页

作者：蒋兴良温作铭重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

为合理设计和选择适用于覆冰地区复合绝缘子伞型结构,建立了求解覆冰气象下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,得到覆冰过程中复合绝缘子外的水滴运动轨迹,分析了复合绝缘子的水滴碰撞系数等撞击特性和气体... 详细信息

为合理设计和选择适用于覆冰地区复合绝缘子伞型结构,建立了求解覆冰气象下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,得到覆冰过程中复合绝缘子外的水滴运动轨迹,分析了复合绝缘子的水滴碰撞系数等撞击特性和气体来流速度v、水滴平均有效直径MVD、绝缘子伞裙倾角和伞裙直径等对水滴撞击复合绝缘子特性的影响。结果表明:伞裙的水滴碰撞系数E随v或MVD的增大而增大,上倾角α=7～9°、下倾角β=0的伞裙和伞径为130～145mm的伞裙水滴E最小。根据计算结果,提出了应用于覆冰地区的复合绝缘子伞裙结构:大中小伞交错排列,大中伞间由两个小伞排列组成,α取5～9°,β取0,中伞伞径取130mm。

关键词：复合绝缘子覆冰伞型结构水滴碰撞系数水滴撞击特性数值模拟

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基于流体力学的覆冰地区用复合绝缘子伞裙结构研究

基于流体力学的覆冰地区用复合绝缘子伞裙结构研究

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作者：温作铭重庆大学

学位级别：硕士

现有伞型结构的复合绝缘子在覆冰地区易被冰凌桥接,且其冰闪特性并不明显优于瓷和玻璃绝缘子,覆冰及其冰凌桥接伞裙已成为制约复合绝缘子在覆冰地区应用的重要因素。覆冰是气流中过冷却水滴与绝缘子碰撞的流体力学过程,因此从覆冰过程... 详细信息

现有伞型结构的复合绝缘子在覆冰地区易被冰凌桥接,且其冰闪特性并不明显优于瓷和玻璃绝缘子,覆冰及其冰凌桥接伞裙已成为制约复合绝缘子在覆冰地区应用的重要因素。覆冰是气流中过冷却水滴与绝缘子碰撞的流体力学过程,因此从覆冰过程中的流体力学特性角度来分析计算不同伞型结构复合绝缘子的水滴撞击特性,可实现合理设计和选择覆冰地区复合绝缘子伞型结构的目的。由于复合绝缘子外部的三维空气绕流流场和水滴颗粒运动的复杂性,使用解析法对其进行求解十分困难,虽利用风洞人工模拟覆冰过程中复合绝缘子的水滴撞击特性较为直观和理想,但试验装置建设困难,且试验周期长、经费投入多,人力物力消耗大,而且受到测量精度等的限制。因此借助于计算机模拟技术来研究覆冰条件下复合绝缘子外部流场的流动规律,进而优化复合绝缘子的伞裙结构,可以大大缩短研发周期,具有重要的学术意义和工程应用价值。本文根据流体力学的基本原理和覆冰气象下复合绝缘子外部气液两相流场的物理特征,建立了合适的数值模拟模型和方法,分别采用标准k-ε湍流模型和颗粒轨道模型对空气连续相和水滴离散相的流动进行数值计算。在此基础上运用CFD软件FLUENT实现了对空气流场和过冷水滴撞击复合绝缘子表面过程的数值模拟,并结合人工覆冰试验验证了数值模拟的可行性。本文分析了覆冰过程中复合绝缘子的水滴碰撞系数等水滴撞击特性和自由来流速度(V)、水滴平均有效直径(MVD)、绝缘子伞裙倾角、伞裙间距、伞裙直径和伞裙直径比等对水滴撞击复合绝缘子表面特性的影响,得到以下主要结论: ①气流中过冷却水滴与复合绝缘子碰撞时其碰撞系数与伞裙结构有关,因此优化伞裙结构可减缓绝缘子覆冰。 ②水滴平均有效直径(MVD)和自由来流速度(V)影响复合绝缘子的覆冰特性。水滴碰撞系数、伞裙表面水滴撞击范围和伞裙表面局部的水滴碰撞系数均随MVD和V的增大而增大,将造成复合绝缘子表面更为严重的覆冰。 ③水滴碰撞系数随伞裙上倾角的增大而减小,随伞裙下倾角的增大而增大。 ④水滴碰撞系数均随伞裙直径和相邻伞裙直径比的增大而减小,其中,增大伞径比是首选的要素。伞裙间距对水滴碰撞系数的影响相比于伞裙直径和伞裙直径比可以不被考虑。根据计算结果,基于覆冰特性,并综合复合绝缘子的电气特性,提出了应用于覆冰地区复合绝缘子伞裙结构优化的几点建议: ①伞裙上倾角选取15°、下倾角选取0°; ②采用不等伞径的伞裙组合,相邻大伞之间可间插三个以上小伞,增大伞裙间的伞径比; ③相邻伞裙间距应大于30mm。最后根据以上几点建议,设计了一种适用于覆冰地区的复合绝缘子伞型结构。本文的研究结果对进一步分析复合绝缘子的覆冰特性和覆冰地区复合绝缘子伞裙结构的设计和应用具有重要的参考价值。

关键词：复合绝缘子气液两相流数值模拟水滴碰撞系数优化结构

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