電力線路覆冰覆雪人工氣候室的覆冰研究

覆冰在我國電網輸電線路安全運行過程中一直是一個嚴峻的問題，絕緣子覆冰的主要危害在于覆冰閃絡帶來的線路跳閘。探究水滴在遭遇絕緣子至碰撞到絕緣子表面形成覆冰過程中，對電網閃絡形成有重要意義。

下面，結合電力線路覆冰覆雪人工氣候室，為大家講解一下覆冰閃絡研究。

研究內容：直流電場下絕緣子覆冰閃絡研究

使用設備：環儀儀器 電力系統覆冰人工氣候室

研究原理：基于流體力學及電磁場原理，建立了水滴運動數學模型，綜合考慮氣流、電場力的作用，對運動水滴進行了受力分析及數值計算。以復合絕緣子為樣品，對比分析了其表面不同位置水滴受到電場力變化及產生的軌跡偏移程度。

研究結果：

1）覆冰過程中，隨氣流進入復合絕緣子傘裙半徑區域內的帶電水滴會受到快速增長的電場力作用，其導致水滴軌跡偏移，并趨向于碰撞到絕緣子表面電場強度較大的位置，增大了絕緣子表面不同位置水滴捕獲量的不均衡及覆冰的不均勻性。

2）復合絕緣子不同位置碰撞水滴受到電場的影響程度不同。在同一傘裙處，傘裙表面及傘裙邊緣的水滴軌跡偏離率接近，并明顯大于碰撞到芯棒處的水滴。不同傘裙間，越靠近高壓端的傘裙處水滴軌跡偏移程度越大。

3）復合絕緣子傘裙邊緣、芯棒的水滴碰撞系數值從駐點向兩端減小，其中帶電條件下的碰撞系數值大于不帶電條件，小風速小水滴半徑下，電場可提高碰撞系數超過15%，該值隨水滴半徑的增大而減小。

4）相對不帶電，帶電干增長覆冰條件下，復合絕緣子覆冰表面更加粗糙，覆冰增長方向多樣，小風速小水滴半徑下的覆冰速率提高百分比超過30%。濕增長覆冰條件下，電場對復合絕緣子覆冰速率影響較小，但易造成彎曲生長的冰棱。

此研究內容是從空氣中水滴運動角度出發，探究水滴在遭遇絕緣子至碰撞到絕緣子表面形成覆冰過程。