合闸时陡波过程对中间接头击穿特性的影响

电缆中间接头停电检修后,再次合闸投入运行时,屡次发生合闸瞬间或合闸后极短运行时间内出现的击穿现象,解剖发现击穿起始点位于导体屏蔽罩与电缆绝缘结合处内半导电屏蔽管上。为了查明中间接头击穿特性,利用试验、数学计算及电场仿真的方法,分析了中间接头内半导电屏蔽管的材料及结构对击穿性能的影响。研究结果表明,中间接头导体屏蔽罩与电缆绝缘结合处内半导电屏蔽管上电场随等效介电常数、伸出长度增加而增加。研究成果可为电缆中间接头绝缘结构设计、安装及应用提供参考。     

±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进及U50试验

±1 100 kV直流换流阀相对目前电压等级最高的±800 kV直流换流阀电压有较大提高,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进和换流阀外绝缘操作冲击电压放电特性进行了全面研究。首先通过改进屏蔽罩结构以实现屏蔽罩表面电场的合理分布,然后针对换流阀不同类型屏蔽罩分别制定外绝缘操作冲击电压试验方案,并设计了一种无晶闸管的操作冲击50%击穿电压(U_(50))试验阀塔,最后采用操作冲击U_(50)试验验证了换流阀外绝缘电气强度。结果表明,±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进设计合理,阀塔对墙的最小空气净距达到5 m其外绝缘强度即可达到要求的绝缘水平,实际阀厅的空气净距有较大的安全裕度。     

高压真空灭弧室内部电场分布的影响因素

为了解高电压真空灭弧室内部的电场分布情况,建立了真空灭弧室的电场数学模型。应用电场数值分析方法和有限元软件详细计算不同屏蔽罩与触头尺寸对真空灭弧室内部电场分布影响的结果表明,因高电压真空灭弧室开距较大,触头间隙不再是场强集中的区域,在高压真空灭弧室小型化设计过程中,除考虑电极间的绝缘外,更需考虑电极与屏蔽罩之间的绝缘。合理设计屏蔽罩的尺寸、位置和触头的形状可有效改善灭弧室内部的电场分布,提高真空灭弧室的耐压能力,从而为国内72.5kV以上电压等级真空灭弧室的研制提供了理论依据。     

基于ANSYS的GIS隔离开关短路事故分析

笔者基于一起真实的GIS短路事故,对隔离开关动静触头不对中造成的屏蔽罩变形和弹簧断裂作了认真分析,并采用ANSYS软件对屏蔽罩变形情况进行了电场仿真计算。分析发现GIS内部绝缘强度对电场畸变非常敏感,任何外界因素改变GIS内部的电场均匀性,都会造成电场强度超过允许值,造成内部绝缘击穿。     

高电压等级真空灭弧室绝缘结构的研究

为了解真空灭弧室的绝缘性能,通过对72.5kV真空灭弧室试品的冲击耐压试验以发现规律、分析其影响因素并改进绝缘结构。试验表明,其内部绝缘击穿并非发生在触头间隙,而是触头背部与主屏蔽罩间的间隙放电。增大触头边缘与背部过渡处的圆弧半径后,提高了耐压水平。进一步提出126kV真空灭弧室内部绝缘结构的设计方案,计算了电场分布情况并用真空灭弧室绝缘击穿的统计特性分析其耐压特性。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

550kV SF6汽体绝缘GIS套管内屏蔽结构研究

主要介绍了550 kV SF6气体绝缘GIS套管的内绝缘屏蔽结构形式.针对550 kV SF6气体绝缘GIS套管传统的双屏蔽层结构形式所带来的装配难、局放高和成本高等缺陷,通过建立电场模型及优化设计平台,选取了经电场优化的单屏蔽层方案,有效避免了传统的双屏蔽层设计所带来的问题.经型式试验验证,产品各项性能指标满足技术规...     

基于静电场仿真分析的绝缘套管优化设计

为设计适用于40.5 k V中压柜式气体绝缘金属封闭开关设备(C-GIS)的插入式套管,运用静电场理论建立C-GIS套管电场的数学计算模型,通过ANSYS软件对套管在悬浮和接地不同状态下仿真了套管的电场分布,并根据研究结果对内部结构进行了优化。结果表明:内屏蔽接地情况下放电几率更低,屏蔽罩距离中间导电铜棒距离为15 mm,屏蔽罩折边半径为1.5 mm时,环氧树脂外表面沿面场强降低了约31%,环氧树脂内部最大场强为18.8 k V/mm,绝缘性能得到了明显提升。     

550 kV高压套管绝缘结构优化设计

采用有限元电场分析计算方法优化550 k V高压套管绝缘结构设计,将其双屏蔽结构改为单屏蔽结构,屏蔽罩端部采用多R圆弧过渡;优化顶部多环均压结构为一个较大R的单环结构;在减少其零部件数量、降低成本的同时,提高了其运行可靠性。优化后的550 k V高压套管顺利通过了整套绝缘型式试验。     

屏蔽罩抛光机的研制

通过分析高压电器产品零件屏蔽罩的工艺特性,参考外圆磨床的设计思路,研制了一种新型屏蔽罩抛光机,借助于靠模装置,可高质高效、低成本地对屏蔽罩的内外表面进行抛光处理,从而对屏蔽罩在高压电器产品中的可靠安全运行提供了必要保障。     

1.2 MV全封闭Marx发生器的绝缘结构设计

为保证封闭在体积有限容器内的1 2 MV Marx发生器可靠运行,用ANSOFT有限元计算软件计算了容器内3维电场分布,结果表明最大场强出现在末级电容器金属外壳的尖角处,其值超过绝缘介质(SF6 气体或变压器油)的耐受场强。电容器外壳安装金属屏蔽罩后,最大场强大大下降并小于绝缘介质的击穿电场。     

非线性有限元法在出线装置复合绝缘结构电场计算中的应用

极性反转是换流变压器出线结构复合绝缘的一种特殊工作状态,极性反转时由于空间电荷作用可导致绝缘介质内部及界面处电场畸变。另一方面,绝缘介质电性能参数是温度的函数,因此温度梯度导致的电性能参数改变同样会影响绝缘结构在极性反转过程中的瞬态电场分布。基于此,为了较准确地模拟复合绝缘结构在考虑温度分布条件下的极性反转瞬态电场,提出应用非线性有限元法对以上2种瞬态电场影响因素进行耦合分析。首先研究了油浸纸复合绝缘体系电性能参数与温度的关系;然后详细介绍了基于非线性有限元法的瞬态电场计算流程,并通过双层同轴复合绝缘结构模型验证了其有效性;最后对实际换流变压器出线装置的油纸-环氧浸渍典型复合绝缘结构建立了二维轴对称仿真计算模型,在考虑材料非线性的条件下对其极性反转瞬态电场变化过程进行了仿真分析。计算结果表明传统模拟方法与考虑材料非线性时的结果存在较大差异,且极性反转过程中复合绝缘结构易出现畸变严重的局部高场强区。     

油纸绝缘电流互感器的绝缘设计

分析了倒立式油纸绝缘电流互感器的主绝缘结构,并建立物理与数学模型,在此基础上利用计算机软件对其绝缘结构进行了优化设计,计算对比了不同参数组合下主绝缘轴向与径向的电场分布,提出了更为有利于电场改善的绝缘结构设计。     

油纸绝缘电流互感器的绝缘设计

分析了倒立式油纸绝缘电流互感器的主绝缘结构,并建立物理与数学模型,在此基础上利用计算机软件对其绝缘结构进行了优化设计,计算对比了不同参数组合下主绝缘轴向与径向的电场分布,提出了更为有利于电场改善的绝缘结构设计。     

Fundamental property of electric field in rapeseed ester oil based on Kerr electro-optic measurement

In the future, environmentally friendly insulating oil such as rapeseed ester oil is expected to be utilized as a substitute for mineral oil for power transformers. In addition, electrical insulation design for transformers becomes more important regarding size reduction and enhancement of electric field stress. The fundamental property of the electric field distribution in the rapeseed ester oil and in the oil/solid dielectrics composite insulation system should be clarified. In this paper, we have directly measured the electric field in the rapeseed ester oil with parallel-plane electrode and the rapeseed ester oil/pressboard (PB) composite insulation systems under DC voltage application using the Kerr electro-optic technique. From the results, we compared measurements of electric field and charge behavior for the rapeseed ester oil and the mineral oil and confirmed the applicability of the rapeseed ester oil for use in transformers.     

Computation of the Electric Field in Cable Insulation in the Presence of Water Trees and Space Charge

The presence of space charge changes locally the electric field distribution in power cable insulation and may play an important role in tree development, thus accelerating the dielectric breakdown. This paper is concerned with the computation of the electric field in polyethylene-insulated power cables affected by water trees which grow from the following: 1) the inner semiconducting layer; 2) the outer semiconducting layer; and 3) the inner and outer semiconducting layers, taking into account the space charge corresponding to the ions present in the treeing area. Space charge in plane samples where trees have been developed in an accelerated manner was estimated using the thermal step method. Average charge values given by space charge measurements were then used for the electric field computation in cable insulation with continuous or/and individual water trees. For the calculation of the electric field, an analytical and a numerical method have been used. This paper shows that the space charge changes the electric field distribution inside and outside the trees (the field increases in some areas and decreases in others) and that the field variations depend on the magnitude and on the polarity of the space charge, as well as on the dimensions of the water trees developed in the cable insulation. The obtained results show that, in the presence of water trees and space charge, the initiation of electric trees is more probable in the case of individual water trees than in the case of continuous water trees.     

Influence of oil aging on the space charge dynamics of oil‐immersed paper insulation under a DC electric field

The formation of space charge in oil/paper insulation system can lead to material degradation in the region of high electric field. Therefore, it is important to understand the factors that affect space charge formation in oil/paper insulation system. In this paper, the effect of oil aging on space charge dynamics in oil/paper insulation system is investigated using the pulsed electroacoustic (PEA) technique under a DC electric field at room temperature. The ultraviolet/visible (UV/vis) spectrum of the oil shifts to longer wavelengths, and the oil acidity increases as the aging time increases. It has been found that the oil property has a significant effect on the space charge distribution in the oil/paper insulation sample. The more the deterioration of the oil, the larger amount of negative and positive charges accumulated in the bulk of the oil/paper insulation sample. The total amount of slow moving charges, the surface trap energy density, and the electric field distortion of the oil/paper insulation sample increased with the degree of deterioration due to oil aging. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

超高压电力变压器绝缘计算

本文对SFP400000/500超高压电力变压器的绝缘进行了仿真计算.对主绝缘电场的计算应用有限元法,计算时将主绝缘电场场域划分为三个子区域,得出了各区域中的电位分布和电场强度分布,并计算了相关的绝缘裕度,找出了绝缘的薄弱环节.对纵绝缘电场,建立了绕组在雷电过电压下的电路模型,分别计算了高、低压绕组在全波和截波作用下的电位分布和梯度分布,确定了梯度最大的油道,并计算了相应油道在的全波和截波下的绝缘裕度,为变压器绝缘设计和改进提供了理论上的参考依据.     

330kVSF6电流互感器电场计算及绝缘结构分析

根据SF6气体绝缘电流互感器的产品结构方案,计算了简化结构模型的三维电场分布,给出了不同截面的电位分布图形,确定出合理的330kVSF6气体绝缘电流互感器绝缘结构形式和结构尺寸,指出只要选定 合适的截面,二维场计算结果与三维场计算结果差异很小,在工程上可采用二维场计算以缩短设计周期。     

110kV电流互感器电场分析与绝缘结构改进

根据110 kV电流互感器一次绕组为发卡形的设计结构,建立了基于Infolytica的三维电场仿真模型,对110 kV发卡形电流互感器的电位分布、电场强度以及绝缘结构进行了仿真计算、分析和研究,并根据研究结果改进了发卡形电流互感器的绝缘结构。