非接触式电场测量法中杆塔影响的分析

根据模拟电荷法(CSM)建立三相高压绝缘子与杆塔的等效模型,在每相绝缘子串附近一定距离设置几个测量点(110kV,每相3个点),根据杆塔塔架对测量点影响的大小简化杆塔结构。采用PMM8053_EHP50B型工频电磁场测量探头测量各测量点的电场强度,逆向应用CSM并结合遍历的搜索方法搜索计算各相绝缘子片的实际电位分布值。将其与绝缘子串正常电位分布值比较,可判断是否存在劣质绝缘子及其位置。该法的优点是可实现一定距离的非接触式测量,对110kV三相猫头型铁塔系统,测量最大距离可达2.5m。     

空间电荷条件下超、特高压直流复合绝缘子电压分布

针对高压直流输电线绝缘子沿串电压分布问题,提出按离子流场模型求解。采用有限元迭代方法,求解了离子流场控制方程。对±500 kV直流复合绝缘子沿串电场及电压分布进行了计算,并与不考虑空间电荷条件下的静电场求解结果进行了对比,通过与试验测量结果比较,验证了考虑空间电荷时,计算结果更接近实际测量结果,并将该方法应用于特高压±800 kV直流绝缘子沿串电压分布问题的计算求解中。结果表明,由于电晕产生电荷的抑制作用,绝缘子在高压端及低压端的电压和电场强度均有较大改变。得到了不能将直流绝缘子沿串电压分布问题简化为无电荷影响的模型求解的结论,建议采用离子流场有限元迭代计算方法求解该问题。     

高压瓷质绝缘子电场逆问题的研究及其应用

逆问题在实际工程中有着广泛应用,绝缘子电场逆问题的解可用来检测劣质绝缘子。对于三相高压瓷质绝缘子组成的系统,根据系统的尺寸、位置等参数和模拟电荷法的基本原理建立等效模型,并建市系统逆问题方程,根据测量点 (对于110kV,每相需要3个测量点)的电场强度,利用对分法和最小二乘法求解逆问题的近似解,即匹配点的电位矩阵,然后通过数据拟合、插值计算,得到绝缘子串的电位分布,将其与绝缘子串的标准电位分布值比较,就可判断有无劣质绝缘子及其位置,最后分析了在非接触式电场测量法中杆塔对电场分布的影响。     

应用模拟电荷法在线检测劣质绝缘子的研究

根据输电线路绝缘子串的标准电压分布采用模拟电荷法计算绝缘子附近的标准电场分布 ,再依次算出绝缘子串内有一片劣质绝缘子在不同位置时的电场分布情况并求出两次电场分布的差值。由现场实测电场值与标准值比较所得差值曲线即可判别是否存在劣质绝缘子。这种方法的优点是不用登塔测量     

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析,并进行了220 kV绝缘子串的测试试验,结果表明：所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 kV/m,不会发生起晕;绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值,可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布,并进行低、零值绝缘子检测。     

特高压交流瓷绝缘子串电压分布的计算分析

特高压输电线路长串绝缘子的电压分布很不均匀,所以需要对其电压分布进行研究。为此,采用模拟电荷法和边界元法相结合分别计算出各片瓷绝缘子与杆塔、导线等之间的杂散电容,并应用此计算结果构建链式电路的方法,综合各种影响因素简洁有效地计算分析了交流1 000kV输电线路瓷绝缘子串在干燥及均匀污湿状态下的电压分布情况。计算结果表明:绝缘子的自电容对电压分布的影响不是很大,均压环是控制特高压绝缘子串电压分布的最主要方法;绝缘电阻在300MΩ以上时,绝缘子的表面状态对绝缘子串的电压分布影响很小,泄漏电导在一定范围的增大可以使绝缘子串电压分布更均匀,若采用半导体釉绝缘子,每片的电阻在10～20 MΩ左右即可;低值绝缘子加剧了电压分布的不均匀性,对其邻近绝缘子影响较大,当其处于导线侧附近时,临近绝缘子的最大单片电压降将增加到30kV以上。     

500kV交流输电线路组合绝缘配置研究

为给500 kV复合绝缘子两端安装玻璃绝缘子的组合绝缘配置方式的工程设计和应用提供参考,采用有限元法建立了考虑复合、玻璃2种绝缘子实际尺寸的三维静电场有限元模型,研究了组合绝缘子串沿串电压分布,同时采用静电电压表在试验室内进行了组合绝缘子串的电压分布测量试验.计算和试验结果表明,高压端安装5片玻璃绝缘子、芯棒连接处和接...     

绝缘子表面电场紫外辐射量测仿真分析

在绝缘子串表面直接测量电场强度时,电场测量探头靠近绝缘子串引起其表面电场畸变。提出了一种通过测量紫外辐射数值间接获得绝缘子串表面电场的方法。分析了表面电场与紫外辐射之间的数值关系,采用有限元电磁场仿真ANSYS软件对XP-100悬式绝缘子串表面的电场进行仿真,得到绝缘子串周围的电场分布,并依据它们的数值关系推导出紫外辐射场分布,对紫外辐射场分布和电场分布进行对比分析。结果表明:紫外辐射场分布和电场分布保持相同的变化规律,即可通过测量紫外辐射值间接获得绝缘子串表面电场强度,验证了该方法的可行性。     

劣化绝缘子对悬垂串电场分布特性的影响

劣化绝缘子的存在会直接威胁到电力系统的安全运行。以仿真和实验室试验相结合的方法,分析悬垂瓷绝缘子串中有/无劣化绝缘子时的空间电场分布特性,着重分析了测量距离、劣化绝缘子位置和片数及其型式、污秽对悬垂绝缘子串空间轴向电场的影响。结果表明:劣化绝缘子对空间轴向电场分量影响最大;测量距离越远,其空间轴向电场的变化率越小;劣化绝缘子位置靠近高压端时,其空间轴向电场变化率增加,中间位置时最小且基本不变,靠近低压端时又略微增加;2片绝缘子连续劣化比不连续劣化引起空间轴向电场变化率大;对于220kV线路悬垂串只需分析低压端的3片绝缘子空间轴向电场变化率就可判断出串中是否含有零值绝缘子。因此,直接分析绝缘子串空间轴向电场的变化能够判断出劣化绝缘子及其位置。     

基于有限元的瓷绝缘子劣化对输电线路绝缘子串轴向电场分布影响研究

利用有限元方法研究了包含不同位置、数量与劣化程度劣化绝缘子的绝缘子串电场强度和电位分布.结果表明:高、低压端绝缘子劣化对绝缘子串轴向电场影响最大,会明显增加劣化位置的电场峰值幅值.与含单片劣化绝缘子的绝缘子串相比,当存在双片(第1和2片)重度劣化绝缘子时,对于第2片绝缘子附近的电场峰值影响较大.当绝缘子劣化位置与数量相同时,轻度劣化绝缘子相对于零值绝缘子对绝缘子串轴向电场强度的影响趋势相同,但是影响程度随劣化程度的增加而增加.     

基于表面电荷法的输电线路表面电场强度计算

三相输电线路导线表面电荷的分布是不均匀的,各点电场强度的大小也不同.文中采用表面电荷法计算导线表面的电荷密度,然后求出导线表面各点的最大电场强度值.计算方法能够反映出电荷密度及电场强度沿导线圆周分布的情况,根据计算结果优化高压输电线路的布置.     

Electric field computation on an insulating surface with discretewater droplets

Knowledge of the electric field along the external surface is a fundamental requirement for reliable assessment of electric discharge produced surface changes, degradation and flashover of outdoor insulation. Presented in this paper is a method of electric field computation on an insulating surface in the presence of discrete water droplets. The computational method is based on the charge simulation technique. The electric field intensification produced by water droplets is calculated and correlated with electric discharge activity that occurs on outdoor insulators under contaminated conditions. The results are useful for analyzing the performance of outdoor insulating devices, especially non-ceramic insulators, under contaminated conditions     

Corona power loss determination on multi-phase power transmission lines

This paper presents a method to calculate the corona power loss and the ground-level electric field values for three- and six-phase power transmission lines. The charge simulation technique is applied in which the surface charge on the stressed conductors as well as the space charge around each conductor are represented by two discrete sets of unknown infinite line charges. Satisfying properly chosen boundary conditions at the transmission-line conductor surfaces results in a system of linear algebraic equations whose solution evaluates the unknown line charges. The emission of ions from a conductor surface is assumed to take place when the magnitude of the charge simulating its surface charge exceeds an onset value based on a pre-defined corona onset field value for both positive and negative half cycles. The simulation space line charges are displaced back and forth to the conductor by the action of the electric field whose magnitude and direction depend on the simulation charges in the conductor and in the surrounding space. Recombination process takes place whenever charges of opposite polarities meet together. The calculated corona power loss for three-phase power transmission lines agreed satisfactorily with those reported earlier, and for the first time, the six-phase corona power loss will be presented.     

优化模拟电荷法计算特高压直流导线表面电场(英文)

The choice of the UHV lines depends on surface electric field of the bundle conductors.Based on existing calculation methods,the optimized charge simulation method is used to calculate the conductors’ surface electrical field of±800 kV UHVDC transmission lines in this paper.During calculation,the offset distance is set as the variance of the objective function,the position and the quantity of the simulation charges are optimized with the gold section method,and the surface electrical field is calculated when the charge is in the optimal position.The result shows that the distribution of the surface electrical field and its maximal value can be calculated accurately with this method,although less number of simulation charges is used in this proposed method and the calculation is simple.     

500 kV直流GIL支撑绝缘子的电场优化

随着电网建设的日益深入,直流气体绝缘金属封闭输电管道(GIL)由于可用在高电压、大容量的场合,用作经济的长距离输电线路而被提上研究日程。直流GIL支撑绝缘子的沿面闪络很大程度上是由表面电荷积聚引起的。直流下GIL的内部稳态电场分布主要受环氧树脂固体绝缘的电导率和形状控制。以500 kV直流GIL为计算模型,借助COMSOL软件,研究了GIL中支撑绝缘子的形状、体积电导率和表面电导率对电场分布的影响。研究认为,半圆锥式绝缘子的电场分布是最优化的,绝缘子的体积电导率对其电场分布影响不大,通过控制绝缘子表面电导率,可以控制和优化直流GIL中绝缘子沿面电场分布。     

A finite element method for the determination of space chargedistributions in complex geometry

Electrical breakdown in insulators very often initiate near high field regions of the structure, as found near small-radius impurities or at electrode defects. This is attributed to the development of localized space charges. For this reason many efforts have been made to determine such charge. Various techniques are now available, but they are not directly applicable to complex geometries where it is difficult to determine analytically the field configuration and thus the relation between the measured variables and the space charge distribution. To solve this problem, we propose to use a numerical simulation using a finite element method (FEM). In this paper we describe how it can be implemented in the case of the pressure wave propagation (PWP) method. It is shown that measured signals in insulating samples with divergent electric field regions are well fitted by simulations. We show that this allows for the determination of space charge distribution in such samples     

高压输电线路用复合绝缘子电位和电场分布的计算与改善

采用模拟电荷法和有限元法计算高压线路用复合绝缘子的电场分布和电位分布，讨论了改善复合绝缘子电场和电位分布的措施。为验证计算结果，还进行了复合绝缘子的电位分布试验。     

面电荷模型求解变电所边界外工频电场强度

为预测计算变电所边界外空间工频电场强度,采用面电荷法推导了电场强度计算模型,理论和实测值比较的结果表明,面电荷模型准确性和可靠性较高,完全能反映变电所外空间工频电场强度的分布。