高湿环境中列车车顶绝缘子表面液膜分布特性

摘要

针对高湿环境中车顶绝缘子表面雨膜分布特性问题，基于绝缘子流场空气动力学计算模型，结合离散相模型和欧拉壁面液膜模型两种方法，模拟高速气流下雨膜在绝缘子表面生成和发展的过程.研究了不同风速、降雨强度及绝缘子伞裙上倾角、下倾角、伞裙间距等结构参数对雨膜分布的影响规律.搭建高速液滴流下车顶绝缘子工频耐压试验平台，分析绝缘子表面雨膜不均匀分布对绝缘子电气性能的影响.研究结果表明，在最大风速和最大降雨强度条件下，绝缘子迎风面平均雨膜厚度达到稳定的时间最短；在相同时间内，绝缘子迎风面直接受雨，平均雨膜厚度大于侧风面和背风面.雨滴在绝缘子迎风面和侧风面以惯性碰撞为主，背风面则以漩涡碰撞为主.高压侧电压为27.5 kV, 40 m/s风速下的绝缘子背风面伞间有液滴流和放电电弧，在伞边缘附近处可观测到明显的液滴散射.随着伞裙上倾角的增大，雨膜厚度逐渐减小，伞裙下倾角对雨膜厚度的影响并不显著，考虑到机械强度的需求，推荐采用0°的下倾角.选择较小的伞裙间距对于减小绝缘子表面的雨膜厚度是有益的.

关键词

车顶绝缘子 / 高速气流 / 空气动力学 / 厚度测量 / 结构优化