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摘要
复杂大气环境下绝缘子覆冰是影响电网安全运行的关键科学问题。与交流相比，直流电场对荷电水滴具有较强的吸附作用，但鲜有研究涉及。基于场致荷电、流体力学和电磁学原理，对两种典型悬式绝缘子开展了电场-流场耦合仿真分析以及自然覆冰试验研究。结果表明，荷电水滴在直流电场中趋向于沿电场线运动，且其轨迹偏移量随着外施电压和水滴直径的增加而增大，而随着风速的增加而减小；直流电场下绝缘子表面产生冰树枝，不同绝缘子表面法向电场分量存在较大差异，进而影响冰树枝的生长特性；随着外施电压的升高，冰树枝逐渐从绝缘子伞裙边缘扩散至其表面，且冰树枝尖端逐渐变钝；带电情况下两种绝缘子覆冰量和覆冰长度大于不带电情况，且增长幅度均超过15%。研究结果对于建立带电绝缘子覆冰增长模型奠定了基础。
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