低污染环境下COMSOL 的绝缘子表面颗粒放电机理研究

李梦飞1, 宋佳瑛1, 赵靓丹1, 陈润楠2
1山西大学
2北京交通大学
发布日期 2025

绝缘子是高压直流输电系统中的关键组件,对电力安全输送具有至关重要的作用。为保障电力系统安全稳定运行、防止绝缘子劣化和闪络,本研究针对高湿度低盐环境及高灰密低盐密低污染环境下绝缘子表面颗粒的异常放电现象,通过COMSOL Multiphysics建立绝缘子运行和颗粒放电模型,采用流体-等离子体化学反应混合模型,对附着水膜的盐颗粒及下小雨时中性颗粒引起的微观放电进行了数值模拟,分析了颗粒间的电位差与放电时的电子运行特征。研究结果表明:绝缘子表面只存在中性颗粒而无导电污染颗粒时,输电线本身产生的离子流在水滴的作用下充当了绝缘子表面的导电层,同时水滴表面电场强度约为干燥条件下的6.15倍,且随着颗粒间电压升高,空间电荷密度和电场强度的增值也随之增高;在潮湿环境下,盐颗粒表面水膜表现出更强的电荷捕获效应,电极对侧电场强度显著增加,约为干燥条件下的1.67倍。本研究为低污染环境下绝缘子微放电机制提供了理论支撑,对其外绝缘设计、状态评估及防闪络策略具有重要意义。

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