绝缘子表面移动激光辐射的数值模拟研究

Numerical simulation of moving laser radiation of insulator surface

中文关键词: 激光除冰；激光损伤；数值模拟；温度场；应力场  绝缘子

英文关键词: laser deicing  laser damage  numerical simulation  temperature distribution field  stress distribution field  insulator

中文摘要:

      激光除冰是电网除冰方法中较为高效便捷的除冰方法之一。然而，使用激光对电网绝缘子除冰时易对绝缘子造成热力损伤。本文采用ANSYS软件研究了移动激光辐射对氧化铝陶瓷绝缘子与玻璃绝缘子的热力损伤特性。结果表明：相比于单点集中式激光，移动激光在辐照绝缘子时绝缘子表面应力集中的区域面积更小，除冰时绝缘子更安全。绝缘子表面的最高温度值在移动激光光斑运动至绝缘子表面不平整处时出现不稳定的起伏，使得不平整处更易被破坏。当设定玻璃绝缘子与氧化铝陶瓷绝缘子对激光能量的吸收系数均为1时，玻璃绝缘子表面受移动激光辐照时所形成的温度与应力分布及变化趋势与氧化铝陶瓷绝缘子类似，但其最高温度、温度不稳定起伏的幅度以及表面应力最大值均高于氧化铝陶瓷绝缘子。实际使用激光对玻璃绝缘子除冰时需综合考虑玻璃对激光能量的吸收系数等具体条件。另外，移动激光功率密度越大、移动速度越小，移动激光越容易对陶瓷绝缘子造成损伤。

英文摘要: