低温、高污染地区接触网绝缘子清洗装置研究

摘要

在接触网供电线路中,绝缘子在维护输电线路的安全与稳定发挥着重要作用。随着时代的不断进步,铁路物流运输日益发达,在火车货场周围,空气中的污秽越来越复杂,污秽程度也越来越高,严重影响供电输电系统的安全工作。本文对低温、高污染地区接触网绝缘子污染情况进行调查,分析其污秽成分;对比各清洁方式在低温、高污染工况下的应用优劣,选择干冰清洗方式对绝缘子进行清洗。设计出于冰清洗装置总体方案,包括轨道平板车、于冰清洗执行机构、干冰清洗系统以及附件。设计出干冰喷枪,运用Fluent对干冰喷枪的流场及颗粒特性进行研究,应用田口方法对几何参数进行优化。对喷枪的清洗参数进行研究,确定出各参数对干冰清洗效果的影响,并对干冰清洗参数进行优化设计。
　　(1)对课题背景进行分析研究,对处于低温、高污染地区的接触网绝缘子周围环境进行调查、分析,对污秽成分进行分析,对各清洁方式在低温、高污染环境中应用优劣进行分析,确定清洁方式为干冰清洗方式。
　　(2)对接触网清洗作业要求进行分析,对干冰清洁装置总体方案进行设计,包括走行机构、执行机构、喷枪模块及系统的设计,对主要部件进行选型,并对装置在线清洁时的绝缘安全性进行分析。
　　(3)对干冰喷枪进行设计。应用Fluent仿真,研究喷枪几何参数对喷枪流场及颗粒特性的影响,结合田口方法对喷枪几何参数进行优化,确定出满足课题要求的最优喷枪内腔几何结构,并对喷枪的三维流场特性进行研究,确定喷枪的横断面结构。
　　(4)对清洗参数进行研究,应用Fluent对喷枪流场进行仿真,研究进气压力、干冰流量、干冰颗粒直径及长度等干冰清洗设备输入参数对喷枪流场及颗粒项特性的影响,对清洗设备输入参数进行优化设计,设计出最佳输入参数组合;同时对干冰清洗角度、清洗距离以及喷枪移动速度等因素对清洗效果的影响进行研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 干冰清洗原理简介

1．3 干冰清洗研究现状

1．3．1 干冰清洁技术国内外现状

1．3．2 绝缘子干冰清洗国内外现状

1．4 论文的研究内容和目标

第2章 干冰清洗装置总体设计方案

2．1 干冰清洁装置作业要求

2．1．1 接触网棒形绝缘子清洁作业现状

2．1．2 QBN型绝缘子参数

2．1．3 作业绝缘安全性要求

2．1．4 铁路电力设施维护规范要求

2．1．5 环保要求

2．1．6 清洁度要求

2．1．7 清洗频率要求

2．1．8 清洗效率要求

2．1．9 清洗装置要求

2．2 干冰清洗供冰方案选择

2．3 干冰清洗装置总体方案设计

2．3．1 走行机构方案选择

2．3．2 执行机构方案设计

2．3．3 喷枪模块设计

2．3．4 整车总体方案

2．4 传动及动力方案设计

2．4．1 传动方案选择

2．4．2 取力方案选择

2．5 控制系统方案选择

2．6 绝缘安全性分析

2．7 小结

第3章 干冰喷枪设计及优化

3．1 喷枪内腔设计

3．1．1 出口气流速度与管道面积比的关系

3．1．2 出口气流参数的计算

3．2 喷枪流场特性研究

3．2．1 气固两相流模型选择

3．2．2 喷枪二维特性研究

3．2．3 喷枪内腔优化设计

3．2．4 喷枪流场三维特性研究

3．3 小结

第4章 清洗参数对清洗效果影响研究

4．1 干冰清洁设备属性参数对清洗效果影响

4．1．1 喷枪入口压力对清洗效果影响

4．1．2 干冰流量对清洗效果影响

4．1．3 干冰粒径对清洗效果影响

4．1．4 干冰颗粒长度对清洗效果影响

4．1．5 干冰清洁设备属性参数优化设计

4．2 清洁过程参数对清洗效果影响

4．2．1 喷枪移动速度对清洗效果影响

4．2．2 清洗角度对清洗效果影响

4．2．3 清洗距离对清洗效果影响

4．3 小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文