污穢層微結構對絕緣子放電現象的影響

《污穢層微結構對絕緣子放電現象的影響》是依託華中科技大學，由葉齊政擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：污穢層微結構對絕緣子放電現象的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：葉齊政
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

由於絕緣子表面污穢層是逐步積聚產生，在其內部和表面會存在大量的微空隙和各種分布結構，放電可在污穢層中間或表面上發生和發展，污穢層的結構還會隨放電進展發生變化，已有的研究（特別是在電弧段）忽視了這種密堆積兩相體的結構特徵；另外微空隙內的放電，由於空間特徵尺度和電子、熱載子的平均自由程相當，傳統的放電理論（崩模型和流體模型）也就不再適用。本項目從微尺度的角度研究絕緣子污穢層中的放電現象。通過顯微觀測、電荷測量和電場、熱流多物理場耦合分析，研究和自由程相當尺度上的微空隙放電特性、由大量微空隙組合成的微結構的分布規律對放電的影響、微空隙及微結構與放電的相互影響（動態特性），提出新的包含微結構特徵量的污穢絕緣子閃絡電壓計算方法。本研究對線路的外絕緣設計以及評價運行絕緣子耐污閃的安全裕度有著十分重要的意義，同時對微機電系統中的放電現象以及微尺度放電也有重要的科學意義。

結題摘要

通過顯微觀測、光纖信號測量、表面電荷測量和紅外測量等手段，和研製的高穩定度放電模型、微結構放大模型和受限空間表面放電模型等裝置，針對染污層微結構對絕緣子放電現象的影響開展了研究。實驗發現了兩種觸發放電模式及其改變、閃絡電壓提高、層中放電及飄弧角度變化等現象，實現了對受限空間內沿面放電的介質表面溫度的定量測量。經過電場、粒子流場和熱流多物理場耦合分析，認為染污層的電特性、結構特性和熱特性通過顆粒荷電機制、泄露電流並在線上制、微結構阻塞放電機制和泄露電流改變氣體熱浮力機制，導致上述現象的出現。給出了包含微結構特徵量的畸變電場表達式，可用於閃絡電壓的計算。