110kV输电线路硅橡胶包覆均压环鸟粪闪络特性研究

作     者：帅垭灵 

作者单位：重庆理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毕茂强;杨占刚

授予年度：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：复合绝缘子 硅橡胶包覆均压环 有限元仿真 电场强度 紫外老化 

摘      要：近年来,随着人们环保意识的增强,生态环境不断改善,大型鸟类的数量和种类有所恢复,鸟类的活动范围也在不断增大,由于架空输电线路与鸟类的活动范围存在交叉重叠的区域,导致输电线路鸟害不断,严重威胁到了线路的安全可靠运行。在鸟害故障中,鸟粪与均压环的闪络放电是主要原因。为了降低鸟粪闪络故障的发生概率,本文研制了一种新型硅橡胶包覆均压环,采用有限元仿真分析与试验分析相结合的研究方法,研究分析了硅橡胶包覆均压环的防鸟粪闪络特性。 首先,本文对硅橡胶包覆均压环和防鸟粪闪络的基本原理进行了简要介绍。其次,建立110k V硅橡胶包覆均压环的实际仿真模型,借助有限元仿真软件,对于硅橡胶包覆均压环、开口式硅橡胶包覆均压环以及覆污后的硅橡胶包覆均压环在鸟粪不同距离、不同电导率情况下进行电场仿真研究。然后,通过配制模拟鸟粪液,改变鸟粪液的电导率、粘度、空间位置参数对硅橡胶包覆均压环的鸟粪闪络特性进行了试验研究。最后,将开口式硅橡胶包覆均压环进行了1000h的紫外老化,研究了其外观形貌、鸟粪闪络特性的变化。得到以下结论: (1)仿真分析表明随着鸟粪与均压环的距离增加,异面和共面下的鸟粪端部最大电场强度都有所下降,前者下降更多。当鸟粪距离超过500mm后,共面情况下几乎不再下降,维持在一个数值范围内波动,鸟粪电导率相同时,普通均压环和硅橡胶包覆均压环的鸟粪端部最大电场强度的差值最大。 (2)硅橡胶包覆均压环和开口式硅橡胶包覆均压环仿真中的最大电场强度差别很小。覆污程度的不同会影响鸟粪端部的电场分布,鸟粪端部的最大电场强度从高到低的排列为重覆污、中覆污、轻覆污、未覆污。不均匀覆污均压环相比均匀覆污均压环条件下的鸟粪端部最大电场强度更高一些,上表面覆污条件下则比下表面覆污条件下的更高。 (3)随着鸟粪电导率、粘度的提高,发生闪络放电的几率都在增加,鸟粪从共面位置下落时,虽然硅橡胶包覆均压环不能阻止鸟粪闪络放电,但是在一定距离条件下,避免了均压环本身与鸟粪闪络的概率。 (4)在开口式硅橡胶包覆均压环的覆污试验中,随着附盐密度的增加,闪络次数明显增加,不均匀覆污下比起均匀覆污更容易发生闪络放电。 (5)硅橡胶包覆均压环在经历1000h的紫外老化后,其外观形貌、防鸟粪闪络特性几乎没有变化,耐老化性能优异。