针对动车组车顶绝缘子低温、凝露、大雾天气下易引发闪络事故,以受电弓绝缘子为研究对象,建立绝缘子表面水珠简化的平行电极3维计算模型。采用电场旋转角定义水珠的外加电场方向,研究了外加电场下最大电场增强因子与电场旋转角的关系,得到了2者之间的函数关系,以此分析了车顶绝缘子均压环的优化设置参数。研究结果表明:含分离水珠的车顶绝缘子表面电场畸变与外加场强方向有关,最大场强点位于等电位面与水珠的切点处,端切点处电场的畸变比顶切点处更明显;考虑体积为1μL的半球形水珠分布于车顶绝缘子不同位置的电场增强因子变化,优化高压端伞裙表面最大场强的原则,确定了均压环半径R=90 mm、距离高压端高度H=49 mm、截面半径r=20 mm的最佳均压环配置方案。 曹保江，罗蜀彩，杨坤松，等：分离水珠对车顶绝缘子沿面电场影响及相应优化改进措施1657面空气中最大场强均为831.3V/mm[13-15]，不会引起电晕放电，伞裙护套沿面最大场强同样不会直接引起电晕放电。因此，只需根据考虑水珠电晕现象后伞裙护套表面电晕起始场强设置均压环具体尺寸。均压环设置在C区域时，使均压环半径R∈[88mm,92mm]、分离水珠对车顶-电动折弯机数控钢管滚圆机弯管机张家港全自动弯管机滚弧机截面半径r∈[18mm,22mm]、距离高压端高度H∈[47mm,51mm]，变化间隔为1mm。保持r不变，得不同的R、H下，伞裙护套沿面出现水珠后高压端最大场强变化曲线如图10(a)所示；保持R不变，

公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com得不同的r、H下，伞裙护套沿面出现水珠后高压端最大场强变化曲线如图10(b)所示；保持H不变，得不同的r、R下，伞裙护套沿面出现水珠后高压端最大场强变化曲线如图10(c)所示。由于均压环设置方式不同于输电线路绝缘子，所以没有表现出伞裙护套表面最大场强与R相关，与r、H关系不大的特性[21]。依次保持r、R、H不变，观察到另外2个参数变化时均会引起最大场强的变化，而且都呈现出先减弱后增大的趋势，可以很明显地得出最优配置为R=90mm、H=49mm、r=20mm，此时最大场强为1.9498kV/mm[19]，说明绝缘子表面无论何处出现1μL水珠均不会引起电晕放电。4结论1）水珠对车顶受电弓绝缘子沿面电场的畸变特征与原始场强方向有关，最大场强点位于等电位与水珠的切点处，端切点对电场的畸变比顶切点更明显。2）基于车顶受电弓绝缘子上表面体积为1μL的半球形水珠对空间电场的畸变影响，建立最大电场增强因子相对于电场旋转角的逻辑函数表征模型，拟合优度达0.988。3）考虑电场增强因子，以优化车顶受电弓绝缘子高压端伞裙表面最大场强为原则，通过区域分解，确立了最优的均压环配置方案R=90mm、H=49mm分离水珠对车顶-电动折弯机数控钢管滚圆机弯管机张家港全自动弯管机滚弧机 公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com