计及水珠动态行为的硅橡胶表面直流闪络模型

作者:曹雯*; 吴亚森; 薛豪; 李振涛; 乌江; 周峻
来源:高电压技术, 2023, 49(05): 2101-2110.
DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20220655

摘要

在雨、露、雾等高湿度环境下复合硅橡胶表面会以分离水珠形式附着在其表面,已有研究表明,分离水珠在电场的作用下会产生动态行为,并引发闪络事故,但现有研究对水珠动态行为影响因素及直流下水珠动态行为引发的闪络特性研究不够充分。针对表面存在分离水珠的复合硅橡胶试样,设计直流下水珠动态行为和闪络放电的实验,并采用多物理场耦合仿真软件对水珠动态行为进行数值计算。最后,在电弧与剩余污层串联污闪模型的基础上提出硅橡胶表面纯水珠与水珠/水带共存时由于水珠运动引发的闪络物理模型。研究结果表明:水珠体积、水珠电导率、硅橡胶表面憎水性和污秽度等参量通过影响水珠动态行为参量(临界拉伸长度、最大拉伸因子等)导致水珠周围电场畸变与闪络放电发生。水珠动态行为越明显,则越容易发生闪络。本文提出的水珠运动引发的闪络物理模型与实验结果具有良好的一致性,为解释水珠动态行为对于硅橡胶表面闪络放电特性的影响提供一定的理论依据。

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