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| 随着我国输电线路建设的不断加快,运行电压等级的不断提高,强降雨等恶劣气象条件所致的空气绝缘强度下降问题越来越突出。目前,国内外对降雨条件下空气间隙放电特性、放电机制及其影响因素的研究并不全面,特别是降雨对短空气间隙直流放电影响的研究还鲜见报道。因此,本论文对降雨条件下棒―板短空气间隙的正极性直流放电进行了研究。本文通过解析计算得到了均匀电场中雨滴周围的电场分布情况,并讨论了极不均匀电场的情况。然后选取棒―板空气间隙轴对称模型作为基本仿真结构,结合本文构建的雨滴模型,雨滴分布模型以及棒电极末端形成水膜、水滴及水柱模型等,系统地对降雨条件下棒―板短空气间隙正极性直流电场进行了仿真计算,得到了不同降雨条件下棒―板短空气间隙正极性直流电场的畸变程度及其对放电电压的影响。最后,本文还进行了实验室模拟降雨及现场自然降雨下的棒―板短空气间隙正极性直流放电试验,主要验证了有无降雨、降雨强度、棒电极末端是否形成水柱等对棒―板短空气间隙正极性直流击穿电压的影响。此外,还试验研究了雨水电导率以及雨水温度对棒―板短空气间隙直流击穿电压的影响。仿真研究结果表明:雨滴对棒―板短空气间隙正极性直流电场有明显的畸变作用;雨滴表面靠近高压端处场强最大;雨滴内部为场强值接近0的均匀场,场强大小与雨滴尺寸无关;实际形状的雨滴,其尺寸越大,越靠近高压端,引起的电场畸变越严重;雨滴数目越多、大直径雨滴所占体积比越高、总雨滴的占空比越高,棒―板短空气间隙正极性直流电场畸变越严重;棒电极末端形成的水膜、水滴对空间电场的畸变作用很小;棒电极尖端形成的水柱对棒―板短空气间隙正极性直流电场的影响最大。实验室及现场试验结果表明:暴雨时棒―板短空气间隙正极性直流击穿电压比干燥时下降明显;降雨强度与棒―板短空气间隙正极性直流击穿电压之间存在显著的负相关关系;强降雨时棒电极末端形成的水柱能够极大地降低棒―板短空气间隙正极性直流击穿电压;雨水电导率越高,棒―板空气间隙的直流击穿电压越低;此外,雨水温度对棒―板空气间隙的直流击穿电压也有一定影响。 |
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