[發明專利]一種防濕雪復合絕緣子的積污特性分析方法

有效

• 申請號: 201910768729.6
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110489867B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李隆基;文清豐;王曉光;郗曉光;王浩;張弛;王永福;張鑫;馬昊
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/04;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種防濕雪復合絕緣子的積污特性分析方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、使用Fluent軟件的Geometry和Mesh模塊，建立防濕雪復合絕緣子及其周圍空氣流場模型并劃分網格；

步驟2、利用Fluent對防濕雪復合絕緣子周圍空氣流場模型進行流體力學仿真計算，求解流場；

步驟3、根據變量修改參數重復求解，得出每個有限元的各元素數值；

步驟4、根據步驟3得到的元素數值獲得防濕雪復合絕緣子周圍空氣流場的分布、不同風速、顆粒粒徑下的防濕雪復合絕緣子積污特性；

所述防濕雪復合絕緣子模型節選整個防濕雪復合絕緣子中的一個大傘群和兩個小傘群，并將防濕雪復合絕緣子桿部簡化為圓柱體；所述空氣流場模型的流場區域的尺寸為2100×2600×2800mm，其中左側為空氣流場的進口，右側為空氣流場的出口；

所述劃分網絡采用四面體的網格劃分的方法，在劃分網格時，對防濕雪復合絕緣子模型進行壓縮處理，得到完整的防濕雪復合絕緣子表面邊界面，保證在流體實驗中完成防濕雪復合絕緣子壁面靜態壓力分布顯示、空氣流場矢量方向顯示、污穢顆粒捕捉；

所述步驟2的具體實現方法為：對防濕雪復合絕緣子周圍空氣流場模型中的流場入口、流場出口、流場邊界、防濕雪復合絕緣子表面四個邊界面進行設置：流場入口設置為速度入口，負責進入一定速度的空氣流、進入一定濕度比例的水、進入離散相的污穢顆粒流；流場的出口設置為壓力出口，用于空氣流體和表征濕度特征的液體相流出空氣流場模型；流場邊界在Mesh模塊的處理時，被命名為壁面，進入Fluent流體計算模塊被自動定義為壁面；防濕雪復合絕緣子面設置為壁面，接收到外界流場的壓力、離散相——污穢顆粒的影響，并作為防濕雪復合絕緣子本身參與空氣流場模型的形成；然后采用simple算法進行流體力學仿真計算；

所述步驟3通過求解得到碰撞率、捕獲率和積污性能，其中

所述碰撞率表示為：

所述捕獲率表示為：

所述積污性能表示為：

J_k＝c_kQ_k

上式中，各個參數的含義為：p_k為第k個有限元表面碰撞率；Q_k為第k個有限元所碰撞顆粒總量；ρ_k為第k個有限元所碰撞顆粒的平均濃度；S_k為第k個有限元表面積；v_k為第k個有限元所碰撞顆粒的平均速度；t為計算時間；c_k為第k個有限元捕獲率；f_i第i個顆粒的反作用力；F_surface為表面附著力常數；J_k為第k個有限元積污性能；

所述步驟4按下式得到防濕雪復合絕緣子積污特性：

J_max＝max(J_k)

上式中，J為積污性能。