盐雾环境对车顶绝缘子放电特性影响研究

1

作者 丁晨阳 郭裕钧 +3 位作者 赵康翔 许万涛 武丛 吴广宁 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期73-79,共7页

某沿海地区城际动车组冬春季节出现大雾天气时,车顶绝缘子时常发生局部放电,威胁列车安全。盐雾对绝缘子表面增污、增湿、降低憎水性,还会降低空气绝缘强度,使放电事故更容易发生。以高压电缆支撑绝缘子为研究对象,研究绝缘子的自然积... 某沿海地区城际动车组冬春季节出现大雾天气时,车顶绝缘子时常发生局部放电,威胁列车安全。盐雾对绝缘子表面增污、增湿、降低憎水性,还会降低空气绝缘强度,使放电事故更容易发生。以高压电缆支撑绝缘子为研究对象,研究绝缘子的自然积污特性;在人工气候室内,对清洁、自然积污和人工涂污绝缘子开展盐雾环境下的污闪试验。结果表明:车顶绝缘子表面可溶污秽主要成分为Na_(2)SO_(4)和NaCl,其为海水主要成分,相比其他可溶盐具有更强的导电性和吸湿性,对绝缘性能影响较大;“沿海型”污秽会抑制硅橡胶表面憎水性和憎水迁移性,长时间通入盐雾后自然污秽绝缘子伞裙表面形成大片导电水膜,降低绝缘子绝缘性能;盐密值和盐度值越高,绝缘子起晕和闪络电压越低,其中闪络电压与盐密值和盐度值具有负幂指数关系。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 盐雾 自然积污 闪络电压 起晕电压

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高海拔高速运行高铁车顶绝缘子风压分布及海拔修正 被引量：2

2

作者 张志劲 杨松澎 +3 位作者 万小东 蒋兴良 胡建林 胡琴 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期425-433,共9页

车顶绝缘子是高铁动车组列车重要的组成部件,高海拔地区运行中车顶绝缘子在高速气流作用下周围风压分布形成负压区导致其综合气压远低于实际海拔对应的气压进而影响车顶绝缘子电气性能。该文基于计算流体力学(computational fluid dynam... 车顶绝缘子是高铁动车组列车重要的组成部件,高海拔地区运行中车顶绝缘子在高速气流作用下周围风压分布形成负压区导致其综合气压远低于实际海拔对应的气压进而影响车顶绝缘子电气性能。该文基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),建立仿真模型,分析高速气流作用下车顶绝缘子周围风压分布特性及影响因素,并提出高海拔高速气流综合作用下车顶绝缘子电气强度修正方法。结果表明:车顶绝缘子的风压低值分布在侧风面伞裙根部(大伞在下表面根部,小伞在上表面根部);迎风面风压、背风面和侧风面风压的绝对值都随风速的增大呈指数增长,且海拔越低,增长越快;攻角为80°左右时将形成更明显的低压区;海拔4000m、运行速度为360km/h综合作用下车顶绝缘子形成负压相当于4599米海拔对应的气压,车顶绝缘子外绝缘修正应予以考虑。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 海拔 风速 攻角 风压 海拔修正

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基于多项式代理模型的车顶绝缘子背风侧沿面压力优化研究

3

作者 高国强 张川 +3 位作者 郭裕钧 张血琴 杨晨光 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3172-3181,共10页

高速气流下,车顶绝缘子背风侧出现低气压会使得闪络电压降低,影响列车安全运行,为了改善车顶绝缘子背风侧的低气压现象,使用代理模型对车顶绝缘子结构参数进行优化。在车顶绝缘子结构参数上选取了伞裙上、下倾角以及伞裙间距作为因子,... 高速气流下,车顶绝缘子背风侧出现低气压会使得闪络电压降低,影响列车安全运行,为了改善车顶绝缘子背风侧的低气压现象,使用代理模型对车顶绝缘子结构参数进行优化。在车顶绝缘子结构参数上选取了伞裙上、下倾角以及伞裙间距作为因子,以绝缘子背风侧沿面压力的最小值作为响应,采用全因子试验设计方法获取样本数据,并对因子的主效应和交互效应进行分析,在此基础上建立多项式代理模型,进一步得到最佳的结构参数,最后进行闪络试验验证其有效性。结果表明:伞裙上、下倾角的主效应与伞裙间距相比更加显著,各因子之间没有显著的交互效应;最佳参数:伞裙上、下倾角分别为8°和0°,伞裙间距为45mm,背风侧沿面压力最小值提高了25.62%,同时压力平均值提高了42.47%;在100m/s的风速条件下,车顶绝缘子的闪络电压提高了16.80%。研究结果可以为车顶绝缘子结构设计提供参考。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 压力分布 全因子试验设计 多项式代理模型 结构优化

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车顶绝缘子表面水珠及降落水滴电场分布及其对闪络特性的影响 被引量：15

4

作者 吴广宁 邵梦春 +2 位作者 彭松 杨坤松 张血琴 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期557-566,共10页

绝缘子表面水珠、水膜及降落水滴引起的电场畸变会使电场强度过大从而会引发放电,破坏憎水性,同时对其闪络特性有一定的影响。为此,分析了水滴参数在不同电场旋转角的作用下对水珠表面电场的影响,探究了降落水滴对空间电场及闪络特性的... 绝缘子表面水珠、水膜及降落水滴引起的电场畸变会使电场强度过大从而会引发放电,破坏憎水性,同时对其闪络特性有一定的影响。为此,分析了水滴参数在不同电场旋转角的作用下对水珠表面电场的影响,探究了降落水滴对空间电场及闪络特性的影响。研究结果表明:水珠表面电场畸变特征与原始电场强度方向有关,为优化电场分布可以考虑改变绝缘子空间电场方向,使水珠处于电场旋转角θ较小的电场环境中;染污水滴滴落时空间电场强度增强,高电场强度区域增多,电弧沿着间隙和导电水流发展,可能导致引起高压端直接对车顶击穿;水滴周围电场强度最大值随气流速度的增大而增大,但水滴偏转角会影响闪络路径,因此只有适当的低速气流才会加大绝缘子闪络概率。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 水珠 电场旋转角 气流速度 电场增强因子 闪络特性

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分离水珠对车顶绝缘子沿面电场影响及相应优化改进措施 被引量：16

5

作者 曹保江 罗蜀彩 +2 位作者 杨坤松 邵梦春 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1651-1658,共8页

针对动车组车顶绝缘子低温、凝露、大雾天气下易引发闪络事故,以受电弓绝缘子为研究对象,建立绝缘子表面水珠简化的平行电极3维计算模型。采用电场旋转角定义水珠的外加电场方向,研究了外加电场下最大电场增强因子与电场旋转角的关系,... 针对动车组车顶绝缘子低温、凝露、大雾天气下易引发闪络事故,以受电弓绝缘子为研究对象,建立绝缘子表面水珠简化的平行电极3维计算模型。采用电场旋转角定义水珠的外加电场方向,研究了外加电场下最大电场增强因子与电场旋转角的关系,得到了2者之间的函数关系,以此分析了车顶绝缘子均压环的优化设置参数。研究结果表明:含分离水珠的车顶绝缘子表面电场畸变与外加场强方向有关,最大场强点位于等电位面与水珠的切点处,端切点处电场的畸变比顶切点处更明显;考虑体积为1μL的半球形水珠分布于车顶绝缘子不同位置的电场增强因子变化,优化高压端伞裙表面最大场强的原则,确定了均压环半径R=90 mm、距离高压端高度H=49 mm、截面半径r=20 mm的最佳均压环配置方案。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 水珠 闪络 电场旋转角 电场增强因子 均压环

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防覆冰电力机车车顶绝缘子伞裙的优化设计 被引量：7

6

作者 孙保强 侯经洲 +1 位作者 王黎明 关志成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1620-1626,共7页

每年的12月至次年2月是我国电力机车车顶绝缘子闪络事故的多发时间段,在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例。因此,研究电力机车车顶绝缘子的防覆冰技术和研制防覆冰车顶绝缘子具有重要的现实意义。为合理... 每年的12月至次年2月是我国电力机车车顶绝缘子闪络事故的多发时间段,在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例。因此,研究电力机车车顶绝缘子的防覆冰技术和研制防覆冰车顶绝缘子具有重要的现实意义。为合理设计车顶绝缘子伞型结构,建立了车顶绝缘子外部三维两相粘性不可压湍流流场模型,通过数值模拟仿真的方法分析研究了电力机车车顶绝缘子的外部流场的空气动力特性和液体小颗粒与车顶绝缘子的撞击特性,并以空气中含有的液体小颗粒与绝缘子的碰撞率为依据,设计出了防覆冰车顶绝缘子的伞裙形状,并给出了伞裙的上倾角、下倾角、伞间距及伞裙组合的推荐值即伞裙上倾角8°、下倾角0°、伞间距>55mm以及一大一小的伞裙组合方式。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 覆冰 流场特性 碰撞特性 伞型结构 数值模拟

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沿面放电时环氧树脂车顶绝缘子的温度分布及耐电痕分析 被引量：11

7

作者 高波 包健康 +2 位作者 钟鑫 罗蜀彩 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3576-3584,共9页

针对动车组受电弓环氧树脂车顶绝缘子放电产生电痕,致使绝缘性能下降的问题,基于ANSYS建立了车顶绝缘子沿面放电的非线性电热耦合瞬态模型。仿真结果表明:以温升来表征电痕程度,对局部电痕,耐电痕能力从低到高依次为护套表面、伞裙上表... 针对动车组受电弓环氧树脂车顶绝缘子放电产生电痕,致使绝缘性能下降的问题,基于ANSYS建立了车顶绝缘子沿面放电的非线性电热耦合瞬态模型。仿真结果表明:以温升来表征电痕程度,对局部电痕,耐电痕能力从低到高依次为护套表面、伞裙上表面、伞裙下表面;闪络时,伞裙边沿温度最高,耐电痕能力最低,伞裙根部温度最低,耐电痕能力最高;产生电痕的时间不同,其中伞裙上表面0.14 s,护套表面0.20 s,伞裙下表面0.55 s;电痕程度随时间而呈非线性变化,电蚀深度随时间而线性增加,电蚀宽度与时间的关系可用双指数函数来表征,趋势为先快后慢,最后趋于不变。研究结果揭示了受电弓环氧树脂车顶绝缘子不同部位的耐电痕能力与电痕侵蚀的规律,可为保障高速动车组的安全运行提供理论支持。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 环氧树脂 电热耦合 沿面放电 耐电痕 温度分布 电蚀

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电力机车车顶绝缘子电场计算 被引量：12

8

作者 陈昌龙 王黎明 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期53-57,共5页

在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例。如何才能有效地减少车顶绝缘子上覆冰的形成,提高绝缘子覆冰闪络电压,已经成为华北地区电气化铁路急需解决的难题。针对车顶绝缘子冰闪事故的实际发生情况,采用绝缘... 在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例。如何才能有效地减少车顶绝缘子上覆冰的形成,提高绝缘子覆冰闪络电压,已经成为华北地区电气化铁路急需解决的难题。针对车顶绝缘子冰闪事故的实际发生情况,采用绝缘子表面部分涂覆半导体涂料的组合绝缘子设计方案。笔者利用有限元电场分析方法,分析了半导体涂料涂覆长度和位置对于电场分布的影响情况,得出了半导体涂料涂覆的优化配置方案。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 闪络 覆冰 半导体涂层 电场计算

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列车车顶绝缘子气流场分布及其对积污的影响 被引量：7

9

作者 谭黎维 李玉平 +1 位作者 徐小燕 唐文韬 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期116-121,共6页

列车高速运行过程中,车顶绝缘子表面的积污特性受绝缘子周围气流场分布特性的影响较大,建立车顶绝缘子的外部三维流场模型,利用有限元模拟的方法计算列车在不同的运行速度下,车顶绝缘子周围气流场分布的情况以及空气中的污秽颗粒与绝缘... 列车高速运行过程中,车顶绝缘子表面的积污特性受绝缘子周围气流场分布特性的影响较大,建立车顶绝缘子的外部三维流场模型,利用有限元模拟的方法计算列车在不同的运行速度下,车顶绝缘子周围气流场分布的情况以及空气中的污秽颗粒与绝缘子表面的碰撞情况,结合现场调研,结果表明:车顶绝缘子的积污特性主要受到绝缘子背风面气压分布的影响,伞裙背风面的负压值、污秽颗粒碰撞率以及实测的积污量均呈两端大中间小的规律,且随着列车速度的加快,伞裙背风面的负压值及污秽颗粒碰撞率皆呈现增加的趋势。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 气流场 积污特性 SST模型

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潮湿环境下车顶绝缘子电场分布研究及优化策略 被引量：5

10

作者 彭松 吴广宁 邵梦春 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期110-116,共7页

潮湿天气环境中,凝集在车顶绝缘子表面的水珠会畸变电场,引发电晕放电,影响列车运行安全。文中针对车顶受电弓支撑绝缘子建立有限元仿真模型,分析了水滴位置、大小、数量等参数对绝缘子沿面电场的影响,并将常用于高电压等级输电线路中... 潮湿天气环境中,凝集在车顶绝缘子表面的水珠会畸变电场,引发电晕放电,影响列车运行安全。文中针对车顶受电弓支撑绝缘子建立有限元仿真模型,分析了水滴位置、大小、数量等参数对绝缘子沿面电场的影响,并将常用于高电压等级输电线路中的均压环配置原理运用到电压等级较低的车顶绝缘子中,以抑制水珠诱发的电晕放电。结论表明:护套与伞裙连接处水珠对电场畸变最严重;伞裙上半径r=2 mm的水珠对电场畸变影响最严重;水珠间距越大,沿面平均场强越小。确定了均压环环径R=85 mm,管径d=24 mm,屏蔽深度H=50 mm的均压环最佳配置方案。 展开更多

关键词 水珠 车顶绝缘子 均压环 电场 电晕放电

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基于改进Canny算法与深度残差网络的车顶绝缘子憎水性识别方法 被引量：3

11

作者 周利军 李杰 +3 位作者 权圣威 张祥宇 张海彬 俞剑飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期4297-4306,共10页

定期检测绝缘子憎水性等级(hydrophobicity class,HC)能及时避免污闪事故的发生,为了解决目前车顶绝缘子憎水性检测方法识别效率低、人工判断主观性强的问题,提出一种基于改进Canny算法与深度残差网络的车顶绝缘子憎水性识别方法。首先... 定期检测绝缘子憎水性等级(hydrophobicity class,HC)能及时避免污闪事故的发生,为了解决目前车顶绝缘子憎水性检测方法识别效率低、人工判断主观性强的问题,提出一种基于改进Canny算法与深度残差网络的车顶绝缘子憎水性识别方法。首先,通过喷水试验获取HC1—HC7的车顶绝缘子伞裙表面喷水图像;然后,采用改进Canny算法提取绝缘子伞裙表面的水珠边缘轮廓图,从而消除绝缘子伞裙色彩、光照阴影等因素对憎水性图像识别的影响;最后,采用ResNet101神经网络进行迁移学习,针对憎水性图像水珠形态多变,引入可形变卷积网络(deformable convolutional networks,DCN)加强了模型的鲁棒性。试验结果表明:利用改进Canny算法对绝缘子憎水性图像作预处理,结合DCN-ResNet101模型进行判断,测试准确率达到92.9%。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 憎水性等级 改进Canny算法 残差网络 图像识别

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车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究 被引量：2

12

作者 刘文正 田甲 +2 位作者 陈修阳 崔伟胜 马传龙 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期100-105,共6页

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱... 随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域. 展开更多

关键词 车顶绝缘子 电场分布 流场分布 有限元分析 绝缘薄弱域

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动车组车顶绝缘子预防性试验研究 被引量：2

13

作者 郭旭刚 郭晨曦 杨斯泐 《铁道机车车辆》 2015年第5期67-71,共5页

大范围的低温大雾天气严重影响到动车组车顶高压外绝缘,对动车组的安全、正点运行造成干扰。动车组作为运动的高压电气装备,要保证它的安全运行就必须按照高压电气设备的相应规律进行必要的预防性试验,现针对车顶绝缘子进行了预防性试... 大范围的低温大雾天气严重影响到动车组车顶高压外绝缘,对动车组的安全、正点运行造成干扰。动车组作为运动的高压电气装备,要保证它的安全运行就必须按照高压电气设备的相应规律进行必要的预防性试验,现针对车顶绝缘子进行了预防性试验研究。 展开更多

关键词 动车组 高压电气设备 车顶绝缘子 预防性试验

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车顶绝缘子湿润条件下表面电场分布研究 被引量：13

14

作者 罗蜀彩 彭刚 +3 位作者 李军 张血琴 杨坤松 吴广宁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期36-41,49,共7页

针对冬季雨露、大雾天气下动车组车顶绝缘子闪络问题,利用电准静态场和有限元理论构建了动车组受电弓支撑绝缘子高压部件以及含水分车顶绝缘子的三维模型,研究了有分离水珠的绝缘子沿面电场分布特性,分析了洁净水膜及染污水膜对绝缘子... 针对冬季雨露、大雾天气下动车组车顶绝缘子闪络问题,利用电准静态场和有限元理论构建了动车组受电弓支撑绝缘子高压部件以及含水分车顶绝缘子的三维模型,研究了有分离水珠的绝缘子沿面电场分布特性,分析了洁净水膜及染污水膜对绝缘子沿面电场分布影响。研究结果表明:含水珠绝缘子对整体空间上的电场分布影响甚微,局部电场畸变强烈,最大场强达原场强6.31倍;绝缘子圆周方向上不对称,近支架端(0°)的最大电场最弱,远离支架端(180°)最大电场最强,最大场强随圆周角度增大而增大,且圆周上最大场强均超过空气电晕起始场强;憎水性丧失染污水膜出现后更易引起车顶绝缘子电晕放电,比洁净水膜的情况影响更剧烈。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 水珠 水膜 电场 有限元 雾闪

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高速气流环境下的车顶绝缘子表面沙粒沉积特性 被引量：15

15

作者 王耀振 张血琴 +3 位作者 郭裕钧 吴广宁 康永强 刘毅杰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2644-2651,共8页

研究车顶绝缘子高速气流环境下的积污特性对指导列车绝缘子运维策略减少污闪事故有重要意义,而现有的气固两相流仿真模型未考虑污秽颗粒的滑移现象,不适用于模拟高速气流环境下车顶绝缘子表面积污过程。为此以环氧树脂车顶绝缘子为研究... 研究车顶绝缘子高速气流环境下的积污特性对指导列车绝缘子运维策略减少污闪事故有重要意义,而现有的气固两相流仿真模型未考虑污秽颗粒的滑移现象,不适用于模拟高速气流环境下车顶绝缘子表面积污过程。为此以环氧树脂车顶绝缘子为研究对象,分析了高速气流下沙粒在绝缘子表面上的受力和运动,认为高速气流环境下需考虑已沉积沙粒在绝缘子表面的滑移运动并提出了相应的判据,建立高速气流环境绝缘子表面沙粒沉积仿真模型,分析了不同气流速度下环氧树脂绝缘子表面沙粒沉积特性,并通过风洞系统开展的绝缘子沙粒沉积试验验证了模型的有效性。仿真和试验结果均表明:环氧树脂绝缘子迎风面沙粒沉积量随着气流速度的增大而减小,背风面沙粒沉积量随气流速度的增大先增多后减少。其主要原因是气流曳力导致迎风面已经沉积的沙粒向背风面移动或离开绝缘子表面重新回到气流场中。 展开更多

关键词 沙粒 车顶绝缘子 高速气流 沉积 滑移 风洞

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高速气流对环氧树脂车顶绝缘子电痕深度影响的研究 被引量：3

16

作者 包健康 张血琴 +1 位作者 高波 吴广宁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期109-114,共6页

针对高速列车环氧树脂车顶绝缘子沿面放电产生电痕,导致绝缘性能下降,以受电弓车顶绝缘子为研究对象,基于Ansys建立了绝缘子流体计算模型和沿面放电的三维非线性电热耦合模型。分析了绝缘子周围气流气压分布,以此分析了气流气压对电痕... 针对高速列车环氧树脂车顶绝缘子沿面放电产生电痕,导致绝缘性能下降,以受电弓车顶绝缘子为研究对象,基于Ansys建立了绝缘子流体计算模型和沿面放电的三维非线性电热耦合模型。分析了绝缘子周围气流气压分布,以此分析了气流气压对电痕深度在绝缘子圆周方向和沿爬电距离变化的影响,并研究了列车运行速度对电痕深度的影响。研究表明:列车运行使绝缘子周围气流气压发生畸变,形成不均匀分布;侧风区电痕深度较小,迎风和背风区电痕深度较大,其中侧风区50°电痕深度最小,背风区180°电痕深度最大,护套电痕深度较大,伞裙边沿电痕深度较小;电痕深度随着运行速度加快先缓慢下降、后迅速下降、最后变缓,侧风区电痕深度下降最快,迎风区快于背风区。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 环氧树脂 电痕深度 高速气流 爬电距离

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过电压对高速列车车顶绝缘子沿面电场的影响 被引量：2

17

作者 邵梦春 杨坤松 吴广宁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期97-102,共6页

车顶绝缘子作为高速列车车顶的高压绝缘器件,不仅承受正常工况下牵引变电所输出的27.5 k V的单相工频交流电压,还会频繁的遭受过电压的冲击。过电压会影响车顶绝缘子表面的电场分布,当绝缘子受污或是表面产生干燥带时这种影响更加明显,... 车顶绝缘子作为高速列车车顶的高压绝缘器件,不仅承受正常工况下牵引变电所输出的27.5 k V的单相工频交流电压,还会频繁的遭受过电压的冲击。过电压会影响车顶绝缘子表面的电场分布,当绝缘子受污或是表面产生干燥带时这种影响更加明显,这将对系统的安全运行产生严重的威胁。文中分析了分相过电压和雷电过电压对不同受污程度绝缘子的电位和电场分布的影响,得到:绝缘子沿面单点电场大小与过电压幅值成正比。清洁绝缘子沿面电场与过电压频率无关,对染污绝缘子无论其表面是否出现干燥带,谐波频率增大时电场分布的容性特征更明显,但不改变当污秽电导率变化时绝缘子表面纯阻性或纯容性时的电场分布。以上结论为深入研究过电压对绝缘子沿面电场的影响机理提供了理论基础。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 过电压 高频谐波 电场分布

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车顶绝缘子空气动力结构优化及其电气性能 被引量：6

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作者 陈然 郭裕钧 +2 位作者 张血琴 李沛东 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4236-4244,共9页

高速列车运行时车顶高压绝缘设备暴露于高速气流环境之下,此时外绝缘特性与无气流工况下相比具有明显的差异。该文根据车顶绝缘子在气流环境中的闪络特性与放电路径偏移现象提出了2种车顶绝缘子空气动力型结构优化方案,并利用3D打印技... 高速列车运行时车顶高压绝缘设备暴露于高速气流环境之下,此时外绝缘特性与无气流工况下相比具有明显的差异。该文根据车顶绝缘子在气流环境中的闪络特性与放电路径偏移现象提出了2种车顶绝缘子空气动力型结构优化方案,并利用3D打印技术制作车顶绝缘子试验模型。同时采用有限元仿真软件对空气动力型车顶绝缘子的周围气流状况与电场分布特性进行分析,并通过风洞试验系统开展气流环境下的闪络特性试验。结果表明:相比于传统结构绝缘子,2种空气动力型结构表面场强的最大值与平均值更小,在风速100 m/s时闪络电压分别提高了11.3%与8.5%,气流的存在影响了电子、离子与亚稳态粒子在电场中的运动方式,从而影响了放电形成过程。优化后的车顶绝缘子表现出更优良的空气动力学特性,在气流环境中其外绝缘性能相比于传统结构有所提高。 展开更多

关键词 车顶绝缘子 3D打印 气流环境 结构优化 沿面放电

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动车车顶绝缘子气动减阻优化及绝缘性能研究 被引量：5

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作者 郭裕钧 杨晨光 +3 位作者 张血琴 赵康翔 丁晨阳 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1917-1926,共10页

高速列车运行时产生的气动阻力不仅会影响列车运行效率,也制约着列车速度的进一步提升。目前车身流线型减阻设计已达到极限,而车顶大量外绝缘设备的存在使得车顶阻力增加,对其进行减阻优化是重要的发展方向,但与一般减阻问题不同,车顶... 高速列车运行时产生的气动阻力不仅会影响列车运行效率,也制约着列车速度的进一步提升。目前车身流线型减阻设计已达到极限,而车顶大量外绝缘设备的存在使得车顶阻力增加,对其进行减阻优化是重要的发展方向,但与一般减阻问题不同,车顶外绝缘结构还承担着电气绝缘的重要作用,因此研究中需兼顾气动特性和绝缘性能。为此以车顶绝缘子为研究对象,通过在绝缘子伞裙表面构造凹坑结构来实现减阻优化,以凹坑排列间距、凹坑横纵轴以及凹坑深度为变量,最小阻力系数为目标,采用拉丁方抽样法选取样本计算得到响应值,建立近似模型;然后利用遗传算法全局寻优,得到凹坑最优参数;最后对凹坑绝缘子进行干闪和污闪试验,校验其绝缘性能。结果表明:凹坑结构可实现车顶绝缘子最大15.62%的减阻效果,并在一定气流条件下能提高绝缘子干闪电压保证其绝缘性能;且当绝缘子受到污染后,凹坑绝缘子也能具备良好的电气绝缘性能,保证列车安全运行。 展开更多

关键词 气动减阻 车顶绝缘子 凹坑 遗传算法 闪络试验

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雾霾环境动车组车顶绝缘子积污特性研究 被引量：5

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作者 胡学永 唐昕宇 +2 位作者 张血琴 郭裕钧 刘凯 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第5期144-149,共6页

雾霾是雾和霾的组合,空气中的霾会对车顶绝缘子的积污造成影响,而空气中的雾沉降在绝缘子表面润湿绝缘子表面污秽,增大了车顶绝缘子发生污闪的几率。以FQJG2-30/16型车顶绝缘子为试验对象,分析高速气流雾霾环境下雾霾颗粒在绝缘子表面... 雾霾是雾和霾的组合,空气中的霾会对车顶绝缘子的积污造成影响,而空气中的雾沉降在绝缘子表面润湿绝缘子表面污秽,增大了车顶绝缘子发生污闪的几率。以FQJG2-30/16型车顶绝缘子为试验对象,分析高速气流雾霾环境下雾霾颗粒在绝缘子表面上的受力情况,认为水滴的黏附力是雾霾环境绝缘子表面积污的一个重要影响因素,建立高速气流雾霾环境绝缘子表面雾霾颗粒沉积仿真模型,并通过人工气候室开展不同气流速度下人工模拟雾霾环境绝缘子积污试验,揭示不同风速下雾霾环境对车顶绝缘子积污的影响特性。仿真和试验结果表明:不同气流速度情况下,车顶绝缘子表面积污存在差异。雾霾环境下绝缘子积污量高于非雾霾环境积污量,随着风速的增加雾霾环境积污量与非雾霾环境积污量接近,这是由于高速气流带走绝缘子表面大量水滴造成的。 展开更多

关键词 高速列车 雾霾环境 车顶绝缘子 气流分布 黏附力 污秽分布

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