車頂絕緣子制造中的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、車頂絕緣子是電氣化列車重要的高壓絕緣設(shè)備，關(guān)系著列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在我國電氣化鐵路建設(shè)不斷推進(jìn)的今天，車頂絕緣子的性能和穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，如何有效提高車頂絕緣子的機(jī)電性能和穩(wěn)定性成為了一個(gè)重要的課題。本文針對車頂絕緣子易出現(xiàn)的污閃問題和燒成不完全問題，從數(shù)值模擬的方法，對絕緣子的結(jié)構(gòu)（包括外形結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)）和燒成工藝進(jìn)行優(yōu)化，為提高車頂絕緣子的整體機(jī)電性能和穩(wěn)定性提供新的思路和方法。所得主要結(jié)論如下：
　　（1）借助MAX

2、WELL電場有限元分析軟件研究了車頂絕緣子的電場分布狀況，通過分析比較不同傘裙結(jié)構(gòu)車頂絕緣子的電場分布特性，發(fā)現(xiàn)選擇合理的傘裙排列方式，并設(shè)置合適的傘裙傾角和傘間距，能有效均化絕緣子表面的電場分布，從而防止閃絡(luò)的發(fā)生。討論了半導(dǎo)體涂層的涂覆方式對車頂絕緣子表面電場分布狀況的改善效果，并分析了涂層材料屬性對絕緣子表面電場分布狀況的影響。
　?。?）根據(jù)列車運(yùn)行過程中車頂絕緣子周圍的實(shí)際環(huán)境情況，構(gòu)建了絕緣子氣流場計(jì)算的三維模型，并利

3、用CFX軟件來研究絕緣子在服役過程中周圍氣流場的分布狀況及變化規(guī)律，并與實(shí)際使用過程中車頂絕緣子表面的積污規(guī)律與氣流場分布變化規(guī)律之間的關(guān)系相結(jié)合，提出了一種防積污的車頂絕緣子結(jié)構(gòu)，并利用模擬分析法比較了其與普通結(jié)構(gòu)絕緣子在氣流場分布和積污特性方面的表現(xiàn)，結(jié)果表明證明該結(jié)構(gòu)能夠有效地改善絕緣子的耐污性能。
　　（3）利用掃描電子顯微鏡觀察分析了某廠例行試驗(yàn)中失效的瓷質(zhì)車頂絕緣子樣品，發(fā)現(xiàn)其存在燒結(jié)不完全的現(xiàn)象。針對此情況，借助有限