温度梯度下直流GIL三支柱绝缘子电荷积聚对电场分布的影响分析

在直流电压和温度梯度作用下,气体绝缘输电管道的三支柱绝缘子表面及内部容易积聚电荷,引起局部电场畸变,易诱发三支柱绝缘子沿面闪络和支腿炸裂.通过建立直流三支柱绝缘子电-热-流多物理场的电荷积聚模型,研究了不同运行电流下直流三支柱绝缘子的电场畸变特征.在最大允许电流下,三支柱绝缘子的表面切向电场强度主要集中在支腿底部,最大切向电场强度可达2.87 kV/mm,而三支柱绝缘子金属嵌件-环氧界面的电场强度可达5.96 kV/mm.直流三支柱绝缘子支腿底部特别是与金属嵌件的交界面,是电场畸变的薄弱环节,在优化设计时需重点考虑温度梯度下支腿底部和金属嵌件的表面电场均匀分布.该研究结果可为高压直流气体绝缘输电管道三支柱绝缘子研发提供参考.     

基于有限元仿真的GIS支柱绝缘子性能优化

为提高金属封闭式气体绝缘组合电器(GIS)中支柱绝缘子的耐电性与机械强度,基于有限元仿真,通过拓扑优化的方法设计了支柱绝缘子内部的材料分布,研究了材料相对介电常数与杨氏模量梯度分布后绝缘子的电场分布与机械应力场分布特性。仿真结果表明：经过拓扑优化后,合理的材料参数选择可显著降低绝缘子本体与金属嵌件所形成的界面处的最大电场强度和机械应力,相较于初始的匀质支柱绝缘子,最大电场和机械应力可分别降低40%和20%以上,为增强支柱绝缘子综合性能,提高绝缘子运行可靠性提供了技术参考。     

HD填料在微电机浇注整体绝缘中的应用

一、前言微电机产品的高性能和高可靠性对电机绝缘技术水平的要求越来越高。环氧浇注整体绝缘具有绝缘性能优良、耐潮湿、散热、低噪音和耐久性、定转子同心度高等显著优点,广泛用于电机的绝缘领域,有的单位70％以上的控制电机产品施行了环氧注浇整体绝缘。在环氧浇注过程中,树脂的反应性或固化收缩引起的残留应力和树脂与金属嵌件的线膨胀系数的差异引起的热应力往往导致固化物低温开裂而使绝缘损坏,高温膨胀也极易使精密微电机出现扫膛卡死。树脂的热胀膨系数是使元件内部构造受到热应力的最大     

特高压GIS用单支撑绝缘子绝缘结构优化设计

单支撑绝缘子是气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中重要的绝缘支撑结构，其性能优劣影响着GIS运行的可靠性和稳定性。该文开展了1 100kV GIS用单支撑绝缘子的结构优化研究，选取绝缘子表面合成电场强度、绝缘子表面切向电场强度、金属嵌件表面合成电场强度作为性能指标，分析绝缘子伞裙和金属嵌件各自的关键结构参数对性能指标的影响规律，采用自适应变异的粒子群算法进行整体优化。在此基础上，提出了基于贝塞尔曲线的绝缘子表面轮廓描述方法，选取整体优化后电场畸变严重的绝缘子伞裙底部圆角结构开展局部精细化优化。优化结果与原始结构相比，金属嵌件表面电场强度下降24.2%，绝缘子表面合成电场强度下降25.6%，绝缘子表面切向电场强度下降22.6%。该文提出的参数整体优化和贝塞尔曲线局部精细化优化的分步优化方法，使特高压GIS用单支撑绝缘子的绝缘性能得到了显著提高，优化结果能够为GIS单支撑绝缘子的结构设计提供参考。     

电压互感器非线性模型反演运算的仿真研究

随着复合绝缘子在高压线路中的广泛使用,其绝缘击穿事故也越来越多,其中内部炭化是引起绝缘击穿的重要原因之一.为了了解内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响,建立了以复合绝缘子为研究对象的静电场有限元模型.基于电场数值分析理论,采用有限元分析法实现了对复合绝缘子电位与电场分布的精确计算,计算结果表明在两端金具与棒芯接触处场强最大.同时,对炭化后复合绝缘子的电压分布的分析计算表明,绝缘子的炭化区域基本丧失绝缘性能,并将加速未炭化部分的老化;高压端前数片绝缘子的电压比正常值高出27.09%,有绝缘击穿的可能;炭化区域绝缘子电压出现畸变,局部放电的可能性大大增加.     

内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响研究

随着复合绝缘子在高压线路中的广泛使用,其绝缘击穿事故也越来越多,其中内部炭化是引起绝缘击穿的重要原因之一。为了了解内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响,建立了以复合绝缘子为研究对象的静电场有限元模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析法实现了对复合绝缘子电位与电场分布的精确计算,计算结果表明在两端金具与棒芯接触处场强最大。同时,对炭化后复合绝缘子的电压分布的分析计算表明,绝缘子的炭化区域基本丧失绝缘性能,并将加速未炭化部分的老化;高压端前数片绝缘子的电压比正常值高出27．09％,有绝缘击穿的可能;炭化区域绝缘子电压出现畸变,局部放电的可能性大大增加。     

1100kV气体绝缘金属封闭开关设备母线机械性能分析

以1 100 k V气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线为研究对象,采用有限元的方法,针对GIS母线在导体对外壳短路、导体悬臂、运输颠簸三种情况,对支持绝缘子所承受的应力进行计算。对比母线自振频率,对GIS母线筒在导体安装偏心导致的偏心电动力与高速风载荷下的振动进行分析。计算结果表明:在现场安装过程中,因导体支撑不稳导致导体悬臂时,绝缘子根部产生的应力最大,可达到绝缘子许用应力的80%以上,需要特别注意;若GIS母线发生短路故障,考虑壳体电阻对电流的影响,当短路点与接地点均位于壳体正上方时,绝缘子根部嵌件与环氧树脂的粘接面产生的应力最大,最大值为27.1 MPa,在最大短路电动力的作用下,能保证支持绝缘子机械性能的最佳嵌件半径为70 mm;在计算条件下,母线在偏心电动力以及高速风载荷的作用下,发生共振的可能性较小。     

不同工艺对特高压GIL三支柱绝缘子组织均匀性的影响

为研究特高压GIL三支柱绝缘子组织均匀性的影响因素,采用树脂介电固化监测仪分别对单段和分段固化工艺制得的三支柱绝缘子不同部位的固化度分布进行了测量,并采用超声频谱分析方法对固化度分布进行了验证;对硅烷处理和酸性溶液处理的金属嵌件与树脂材料的粘接性能进行了对比,并对金属嵌件-树脂粘接试样微观组织形态和裂纹扩展形式进行了研究。结果表明:分段固化工艺制得的三支柱绝缘子的组织均匀性差异更小,硅烷处理后的金属嵌件与树脂的粘接性能更佳。单侧弯曲破坏试验表明,采用分段固化工艺和硅烷处理金属嵌件的特高压GIL三支柱绝缘子的破坏弯矩更大,组织均匀性和运行可靠性更佳。     

植入复合绝缘子芯棒内的光纤布拉格光栅热应变和应力应变分析

光纤布拉格光栅以其良好的绝缘性能、微小的体积以及抗电磁干扰的优势,成为复合绝缘子运行状况监测的重要手段。为了弄清光纤复合绝缘子内布拉格光栅应变情况,利用有限元法分析了植入复合绝缘子芯棒内的光纤布拉格光栅热应变和应力应变,得出了在复合绝缘子自身结构应力及温度变化导致的热应力综合作用下,光栅的中心波长以及反射光谱与芯棒结构...     

GIS/GIL绝缘子超声检测研究进展与展望

气体绝缘开关/气体绝缘输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated transmission lines, GIS/GIL)绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷可能是目前威胁GIS/GIL设备安全运行的主要原因,急需研究其检测方法。为此分析了GIS/GIL绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷的原因和检测技术现状,系统总结了GIS/GIL绝缘子常用环氧复合材料超声检测技术的研究进展,包括纵波声速、检测深度、灵敏度、第一临界角和临界折射纵波渗透深度等超声传播特性,超声临界折射纵波的声弹性效应和声弹性系数、GIS/GIL绝缘子次表面应力临界折射纵波声程差检测法和热应力云图、三支柱绝缘子柱腿平行应力纵波反射法和垂直应力纵波穿透法等超声应力检测技术,GIS/GIL绝缘子内部缺陷纵波反射法成像、表面缺陷临界折射纵波法和界面缺陷纵波斜入射法等内部集中缺陷超声检测技术,以及盆式绝缘子纵波反射法密度云图等密度均匀性超声检测技术。该研究指出研发少峰高频高能超声探头、绝缘子全域超声快速成像、多结构多部位超声检测、去应力处理残余应力测量、密度与残余应力耦合理论...