防雷防冰闪合成绝缘子电场仿真与试验研究

摘要

覆冰闪络和雷害一直是输电线路跳闸的主要原因，由此引发的事故严重威胁电网的安全运行。本文提出一种具有防雷功能的防冰闪合成绝缘子的设计，通过仿真和试验手段研究此新型绝缘子的闪络特性，以此来验证其工程实用性。
　　本文在全面分析了国内外研究成果的基础上，利用有限元分析软件ANSYS对处于清洁工况下的新型合成绝缘子建立电场仿真模型。计算结果表明清洁工况下绝缘子大部分压降由绝缘子绝缘段承担，防雷段承受的电压很低。进行了绝缘子基本性能试验、电气性能试验及机械性能试验，试验结果均符合标准要求。
　　本文对覆冰状态下绝缘子的仿真计算结果显示，由于受冰层电阻影响，绝缘段和防雷段承担的压降基本均匀分布，电位分布能够自适应地改变，保证了绝缘子的抗冰闪能力。通过覆冰试验，发现由于大伞裙对中、小伞裙的保护作用，大大延缓了冰凌的桥接时间，提高了冰闪电压。
　　本文对污秽状态下的新型绝缘子进行了有限元仿真，由于受污秽层电阻的作用，绝缘子两段电压同样基本均匀分布。进行了人工污秽试验，由于加大的伞裙结构增加了绝缘子爬电距离，新型绝缘子的污闪电压明显高于普通合成绝缘子。
　　综上所述，清洁条件下，新型绝缘子伞裙结构对电场分布影响很小，电场分布满足工程实际要求。大小交错的伞裙结构可以有效的防止冰凌桥接，有效地减少绝缘子冰闪事故的发生几率。增大伞裙面积可以增加绝缘子的爬电距离，从而增强绝缘子的防污性能。新型防雷防冰闪合成绝缘子的电气特征满足工程实际要求。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究目的与内容

第2章 新型合成绝缘子的设计

2.1 设计思想

2.2 新型绝缘子工作原理

2.3 设计参数

2.4 小结

第3章 清洁绝缘子绝缘特性研究

3.1 有限元方法概述

3.2 ANSYS软件基本简介

3.3 仿真模型建立

3.4 计算结果及分析

3.5 绝缘子性能试验

3.6 小结

第4章 覆冰绝缘子绝缘特性研究

4.1 覆冰绝缘子电场仿真

4.2 绝缘子覆冰实验

4.3 小结

第5章 污秽绝缘子绝缘特性研究

5.1 污秽绝缘子电场分布计算

5.2 绝缘子污秽实验

5.3 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果