基于CFD的高速动车组车顶支柱绝缘子覆冰特性研究及防覆冰伞裙优化

• 作者: 蒋兴良 黄亚飞 胡建林 张志劲 胡琴
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 车顶绝缘子 高速气流 计算流体动力学 覆冰模拟 结构优化
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 电介质与电气绝缘|Dielectric and Electrical Insulation
• 页码范围: 3548-3557
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200704

摘要

高速动车组车顶支柱绝缘子在寒冷环境中高速运行,其表面容易产生覆冰现象,进而引发局部放电、闪络击穿等外绝缘事故,导致列车停运,造成巨大的经济损失.然而,现阶段对动车组车顶绝缘子覆冰特性的研究并不充分.该文采用基于计算流体动力学(CFD)的数值模拟方法,对FQJG2-30/16-400型硅橡胶车顶绝缘子在不同环境参数下的覆冰特性进行研究.结果 表明:在高速运行条件下,覆冰主要形成在车顶绝缘子迎风侧的伞裙边沿和棒径处,覆冰厚度在迎风侧棒径中心处达到最大值.动车组车顶绝缘子表面的覆冰量随着温度(θ)、风速(ν)、液态水含量(LWC)以及液滴中值体积直径(MVD)等环境参数的增大而增大.基于防覆冰结构优化研究结果,推荐的高速动车组车项支柱绝缘子的防覆冰结构参数为:伞裙下倾角为0°;大小伞裙直径比为1;在满足机械强度的条件下伞裙上倾角、绝缘子棒直径尽量小;在保证一定爬电距离的情况下绝缘子伞裙间隔尽量小.