本文關(guān)鍵詞：盆式絕緣子暫態(tài)電場仿真及其對沿面閃絡(luò)影響分析

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【摘要】：氣體絕緣全封閉組合電器（gas insulated switchgear，GIS）以其體積小，抗干擾性能良好以及可靠性高等諸多優(yōu)勢，已大量投入應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)中。但實(shí)際GIS可能在生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸或是運(yùn)行過程中，，由于移動部件的機(jī)械磨損產(chǎn)生金屬顆粒，當(dāng)這些金屬顆粒存在于絕緣性能比較薄弱的盆式絕緣子上時，在電壓作用下會使局部電場被集中并且發(fā)生畸變，引發(fā)沿面局部放電或閃絡(luò)，對GIS的安全運(yùn)行造成危害。所以研究盆式絕緣子存在金屬顆粒時的沿面電場分布對盆式絕緣子的絕緣特性及閃絡(luò)具有重要意義。 本文依據(jù)實(shí)際800kV盆式絕緣子的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立了800kV盆式絕緣子三維結(jié)構(gòu)模型，采用有限元法對盆式絕緣子分別在雷電沖擊電壓、快速暫態(tài)過電壓（VFTO）及工頻電壓作用下，存在大小形狀不同，位置不同情況下的金屬顆粒時的電場進(jìn)行了計(jì)算和分析。此外，還考慮了與絕緣介質(zhì)絕緣性能有關(guān)的相對介電常數(shù)的不等時，和絕緣介質(zhì)存在各向異性時，兩種不同情況下對盆式絕緣子電場分布的影響。給出了盆式絕緣子在不同情況下的電場分布和場強(qiáng)最大值，以及沿表面法向和切向場強(qiáng)的分布曲線，為了進(jìn)一步分析金屬顆粒的存在對盆式絕緣子閃絡(luò)的影響程度，通過與不存在金屬顆粒時的閃絡(luò)場強(qiáng)作對比分析，為GIS的絕緣設(shè)計(jì)提供參考。 計(jì)算結(jié)果表明：在工頻、雷電沖擊電壓與VFTO的分別作用下，金屬顆粒的大小和位置的不同對盆式絕緣子沿面的最大電場強(qiáng)度的影響規(guī)律一致，即最大電場強(qiáng)度隨金屬顆粒所在沿面場強(qiáng)的增大而逐漸增大，而在盆式絕緣子的較大場強(qiáng)區(qū)域隨著金屬顆粒的增大先增大后減小。與不存在金屬顆粒時的沿面閃絡(luò)電場強(qiáng)度對比，存在金屬顆粒的盆式絕緣子的沿面電場發(fā)生畸變且最大電場強(qiáng)度均超過了其沿面閃絡(luò)電場強(qiáng)度，且VFTO較其他兩種電壓作用時的影響更大，由此可知金屬顆粒的存在使盆式絕緣子沿面電場集中，由電場的法向和切向分布曲線可知沿面電場存在較大的法向分量，這些都是引發(fā)閃絡(luò)事故的重要因素。另外對于介電常數(shù)不同時盆式絕緣子電場分布的趨勢大致相同，但其最大電場強(qiáng)度隨介電常數(shù)的增大而減小，考慮介質(zhì)各向異性時，盆式絕緣子的電場分布與各向同性時相比有很大區(qū)別，且隨著xx與zz的差距的增大，將導(dǎo)致盆式絕緣子的電場分布不均越嚴(yán)重。所以介質(zhì)的各向異性也應(yīng)是盆式絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)的考慮因素之一。
【關(guān)鍵詞】：盆式絕緣子 金屬顆粒 沿面電場 各向異性 閃絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM216
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 GIS 中的盆式絕緣子閃絡(luò)故障的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 金屬顆粒和污穢對盆式絕緣子絕緣性能的影響10-11
• 1.2.2 電場分布與所施電壓的影響11-12
• 1.2.3 有限元法電場計(jì)算的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 三維電場有限元分析的基本原理14-18
• 2.1 有限元法的概述14
• 2.2 求解三維電場的有限元法原理14-16
• 2.3 SF6 氣體沿面放電場強(qiáng)16-18
• 第3章 雷電沖擊電壓作用下存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析18-35
• 3.1 雷電沖擊電壓作用下 800kV 盆式絕緣子的數(shù)學(xué)模型18-20
• 3.1.1 盆式絕緣子計(jì)算模型的建立19
• 3.1.2 暫態(tài)電場數(shù)學(xué)模型的建立及邊界條件19-20
• 3.2 表面存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析20-26
• 3.2.1 不同位置的金屬顆粒對盆式絕緣子沿面電場的影響20-26
• 3.2.2 不同大小的金屬顆粒對盆式絕緣子沿面電場的影響26
• 3.3 內(nèi)部存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析26-30
• 3.4 工頻電壓作用下存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析30-34
• 3.4.1 表面存在位置不同的自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析30-31
• 3.4.2 表面存在不同大小自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析31-32
• 3.4.3 內(nèi)部存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 VFTO 作用下存在金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析35-45
• 4.1 暫態(tài)電場計(jì)算的數(shù)學(xué)模型35-36
• 4.1.1 暫態(tài)電場頻域數(shù)學(xué)模型的建立35-36
• 4.1.2 絕緣介質(zhì)高頻參數(shù)的確定36
• 4.2 表面存在自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析36-41
• 4.2.1 表面存在不同位置自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析36-41
• 4.2.2 表面存在不同大小自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析41
• 4.3 內(nèi)部存在不同位置自由金屬顆粒時盆式絕緣子電場分析41-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 絕緣介質(zhì)特性對盆式絕緣子的電場影響45-56
• 5.1 介電常數(shù)的不同對盆式絕緣子電場的影響45-52
• 5.1.1 工頻電壓作用下介電常數(shù)的不同對盆式絕緣子電場的影響45-50
• 5.1.2 雷電沖擊電壓作用下介電常數(shù)的不同對盆式絕緣子電場的影響50-52
• 5.2 絕緣介質(zhì)的各向異性對盆式絕緣子電場分布的影響52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第6章 全文總結(jié)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 在學(xué)研究成果62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1127056