柱上开关套管中增加屏蔽网降低局放量的研究

正建立了柱上开关进出线套管模型,利用有限元分析套管在无屏蔽网、加环状屏蔽网和加改进后屏蔽网的电场分布情况,定性分析套管中局部放电情况。试验测得套管在无屏蔽网和加改进后屏蔽网的局放值,验证了有限元分析的正确性。最终确认套管浇注改进后的屏蔽网可有效降低局放量。     

40.5kV空气绝缘开关柜穿墙套管电场优化与结构设计

针对40.5kV交流金属封闭开关柜内部具有高、低压屏蔽的典型穿墙套管运行过程中出现局放、沿面放电问题,利用Ansys Workbench软件进行电场计算和问题分析并提出两种结构优化方案。分析绝缘试验时穿墙套管初始放电主要发生在内穿铜排表面窄边圆角处原因,采用参数化建模优化方法并以高压、接地屏蔽罩长度和半径为变量,在一定范围内进行反复迭代综合考虑得到穿墙套管高、低压屏蔽罩优化方案并试验验证,在此基础上进一步设计高压罩全屏蔽方案,对比两方案参数并结合生产实际给出工程建议。仿真与试验结果表明:屏蔽罩优化方案将铜排表面、环氧外表面最大场强分别减小为4.5、2.6kV/mm,高压全屏蔽型方案通过取消接地屏蔽附近伞群、适当降低环氧厚度,将穿墙套管整体最大场强降为2.37kV/mm,为穿墙套管设计提供工程依据。     

RBF神经网络与NSGA-II混合算法用于±1 100kV穿墙套管3维电场模拟及内屏蔽结构优化

±1 100 kV特高压穿墙套管是直流输电系统中的重要设备,但目前对其3维静电场模拟和内屏蔽层结构智能优化鲜有报道。鉴于此,以特高压穿墙套管及其内屏蔽结构为研究对象,建立了3维有限元模型进行电场模拟。提出了应用径向基函数(RBF)神经网络与NSGA-II混合算法对套管内屏蔽结构进行多目标优化,并运用经典显示函数验证了该算法的有效性。在此基础上,建立了穿墙套管内屏蔽结构的多目标优化数学模型,结合RBF神经网络与NSGA-II混合算法对内屏蔽结构进行了优化设计,使套管内屏蔽各关键位置处电场强度(简称场强)均满足控制要求。研究表明:与自由网格划分相比,体旋转扫掠网格划分可使有限元模型生成的节点数量降低58.2%;墙体和均压环对套管复合外套有较好的屏蔽作用,且高场强区主要集中在内屏蔽表面,优化后最高场强降低14.5%。3维电场模拟结果可为穿墙套管的设计、制造和运行提供数据和理论依据,且所提算法能较好地解决大场域、多介质复杂模型结构优化耗时较多的问题。     

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。     

特高压SF_6气体绝缘套管内屏蔽结构研究

为了研究特高压SF6气体绝缘套管内屏蔽结构的电场分布特性并制定合理的结构设计方案,通过对特高压SF6气体绝缘套管进行有限元电场分析,研究了边缘效应和结构参数对内屏蔽电极表面电场的影响。在此基础上,针对仅通过控制电极表面电场进行内屏蔽结构设计的局限性,研究了SF6局放起始电场强度对内屏蔽结构设计的影响。结果表明:内屏蔽电极边缘外形对电极边缘电场强度影响较大,而对电极中部电场强度影响较小,因此进行内屏蔽结构设计需要考虑边缘效应对电极表面电场的影响,将边缘外形设计和电极尺寸设计分开进行;此外,边缘外形对边缘SF6局放起始电场强度影响较大,在进行边缘外形设计时需要综合考虑表面电场强度和局放起始电场强度的影响。     

145kV复合套管电场计算与分析

采用有限元分析法软件计算了145kV套管伞套内部和外部的场强分布和电位分布，分析了接地内屏蔽筒的高度外径、翻边即环的曲率半径等对电场强度分布的影响，并对接地内屏蔽的结构进行了优化设计。为145kV复合套管的绝缘设计提供了理论依据。     

550kV高压套管绝缘结构优化设计

<正>500kV等级电网是我国的骨干网架,550kV高压开关设备是保证其安全可靠运行的关键设备。550kV高压套管是550kVGIS或T-GCB的重要组成部分,优化设计550kV高压套管,提高其运行可靠性对于保证电力系统的安全可靠运行具有重要意义。国内550kV高压套管的成熟内屏蔽结构为双屏蔽结构;采用有限元电场分析计算方法优化设计550kV高压套管的绝缘结构,优化其双屏蔽结构为单屏蔽结构,屏蔽罩端部采用多圆弧过渡;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、降低成本的同时提高了运行可靠性。优化后的550kV高压套管顺利通过了整套绝缘型式试验。     

40.5kV大电流固封极柱绝缘结构电场分析及优化设计

大电流固封极柱必须大量采用软连接,容易造成局放超标及沿面放电,因而对其进行绝缘结构分析及优化设计件具有重要意义。文中运用有限元分析方法得出了40.5 kV大电流固封极柱的电场分布云图,并提取分布较为集中的软连接及固定螺栓周围气体域的电场分布,指出软连接附近SF6气体中电场畸变,造成局放过大及沿面放电。依据复合绝缘电场理论,提出了在软连接周边固封极柱腔体内浇筑屏蔽网,并使屏蔽网与软连接等电位的优化方法。通过电场分析,优化后的软连接固定螺栓附近SF6气体电场强度由12 kV/mm降低为7.5 kV/mm,验证了优化设计方法理论上的可行性。局放试验结果表明,优化后的固封极柱局放量由203.98 pC降低到2.37 pC,雷电冲击试验峰值耐受电压由优化前的162 kV提升到215 kV,证明了提出的优化方案具备工程应用可行性,为大电流固封极柱结构设计及高压电器实际工程中气固复合绝缘电场的优化提供了有关参考。     

牵引变压器套管电场分布计算与绝缘破坏分析

高速列车牵引变压器套管易出现绝缘击穿事故,严重影响列车的供电安全。探索牵引变压器套管的电场分布有利于找出绝缘的薄弱点。笔者结合牵引变压器套管的设计方案与安装环境,采用有限元方法计算了其电场分布,分析了电场分布规律以及制造和运行过程中各类缺陷对电场分布产生的影响。在仿真的基础上,分析了造成绝缘破坏的可能原因,并提出了优化屏蔽网和电容测试端子的绝缘结构,提高工艺水平,采用半导电材料制作屏蔽网等改进措施。     

±1100 kV特高压直流穿墙套管交、直流局部放电试验净空区域优化

为准确测量±1 100 kV特高压直流穿墙套管交、直流试验电压下的局部放电量水平,验证其绝缘设计、材料选型、制造工艺的合理性,提出了低背景干扰的局部放电试验净空区域优化方法;利用电磁屏蔽试验空间内穿墙套管试验布置的有限元仿真模型计算了交流1 273 kV和直流+1 683 kV下的空间电场分布;通过测量接地尖端电极交流局部放电量、高电位均压环直流局部放电脉冲,得到了用于±1 100 kV直流穿墙套管交、直流局部放电试验净空区域优化的基准场强;通过对比净空区域优化前后局部放电背景干扰水平,验证了所采用的交、直流局部放电试验净空区域优化方法的正确性。研究结果可为有限电磁屏蔽试验大厅内特高压直流设备交、直流局部放电试验干扰信号识别和抑制提供方法和依据。