基于三维构型与电热传感的特高压换流变压器出线装置区域数字孪生模型研究

特高压换流变压器出线装置区域绝缘结构复杂且体积巨大,承受大电流、高电压长时间作用,对其开展现场运维试验将耗费较大代价。目前数字孪生技术日益完善,逐渐从汽车、航空等制造业引入电力行业。基于此,文中将数字孪生技术引入特高压换流变压器高端电力设备,考虑到换流变压器本体结构复杂且其出线装置及换流变套管区域为其重要典型附件,因此重点研究该区域数字孪生3D模型构建,依据其孪生模型进行现场运维模拟试验和大电流、高电压载荷下的功能性响应分析。出线装置区域数字孪生模型依据电热耦合物理场仿真模型构建,应用电热传感器实时监测其承受在线电压、电流波形,并实现了现场运行参数与数字孪生模型加载数据之间的交互联动。另一方面,实现了数字孪生模型中材质区域智能提取辨识,并可依据物理场环境变换材料参数性能,以适应不同运行环境的结构设计与性能考核。进一步,为分析换流变套管内部暂态温度与其短时载流能力和长时老化性能间关系,提出了高压套管长时内绝缘性能评估流程方法。文中聚焦于换流变压器出线区域的数字孪生模型3D构建,其研究方法可推广延拓至换流变本体绕组结构、油纸绝缘区域与有载开关等关键部件。文中研究结果可为换流变压器本体绝缘结...     

特高压盆式绝缘子水压试验中应力应变分布的仿真计算与光纤测量

特高压盆式绝缘子是气体绝缘开关设备的关键部件,绝缘子的应力集中可能会导致盆式绝缘子内部产生微裂,引发放电事故并对盆式绝缘子产生更严重的破坏。为了分析特高压盆式绝缘子在受到外力作用下应力应变分布情况,采用有限元软件ANSYS对盆式绝缘子在水压试验中应力应变的分布情况进行仿真计算,基于计算结果,将布拉格光栅光纤布置于盆式绝缘子表面,测量盆式绝缘子在水压破坏试验中不同位置应变大小并与仿真计算结果相比较。结果表明,盆式绝缘子在水压试验中应力最大的位置位于靠近法兰曲率半径较小的盆面处,该位置也是盆式绝缘子破坏时的破坏起始位置。仿真计算所得盆式绝缘子的应力应变与实际测量结果一致性较好,是一种对盆式绝缘子应力分析研究的有效可靠方法。     

进化策略在1100kV气体绝缘开关设备出线套管内绝缘结构多目标优化中的应用EI北大核心CSCD

针对1 100 k V气体绝缘开关设备(GIS)出线套管内绝缘结构的多目标优化问题,通过(16,110)进化策略(ES)和有限元法(FEM)相结合的方法,对套管内绝缘结构进行了优化;并对比分析了优化前、后套管的电位、电场分布。结果表明,采用(16,110)进化策略后,套管绝缘结构多目标优化问题的评价函数经过20代进化后已达到收敛;进化过程中,亲代群体决策变量的空间演化情况与评价函数的收敛情况相符。(16,110)进化策略亲代群体决策变量的空间演化分析为1 100 k V GIS出线套管的设计提供了一个可选最优空间,且优化后的设计方案更符合气体绝缘套管的设计要求。     

阀厅金具大电流温升试验及仿真计算

随着直流输电容量的不断提升,对阀厅金具通流容量,载流的可靠性、耐热性提出了更高的要求。在直流输电工程中,阀厅金具承担着电力设备的电气连接、机械固定及均压屏蔽的作用。其运行电流大、工作电压高、散热条件较差,因此研究容量提升后现有阀厅金具的运行可靠性十分必要。以2种阀厅典型金具为研究对象,应用等效圆柱体模拟接触电阻,以及电-热耦合方法对金具温度场进行了有限元仿真计算,同时进行了大电流温升试验,使用红外热像仪等设备测量分析了铝排、绞线的分流不均现象,以及焊接、螺栓连接处的局部过热现象。大电流温升试验及仿真分析表明：在电流为5.62 kA时,试品金具存在局部过热及分流不均的现象,仿真结果与试验吻合。     

表面粗糙度对硅橡胶材料表面超疏水性的影响

采用一种简单的方法制备出了硅橡胶超疏水性表面;将模具内表面做成一定的粗糙度;按照常规成型工艺,将液体硅橡胶浇注在模具内使其固化,待固化完毕后脱去模具,得到不同粗糙度的表面.经过接触角测量仪测定和扫描电子显微镜分析,结果表明:当硅橡胶表面粗糙度Ra=6.63 μm时,在其表面形成了类似于荷叶的乳突结构;在乳突表面还有亚微米级的小颗粒存在,形成了微米亚微米两级的粗糙结构,材料表面与水的静态接触角为153.5°,滚动角为8°,材料具有超疏水性;当硅橡胶表面粗糙度 Ra<6.63 μm时,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而增加,当Ra=6.63 μm,静态接触角出现最大值153.5°.当表面粗糙度Ra>6.63 μm,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而减小.     

双向拉伸PET薄膜耐湿热性能研究

本文研究了端羧基含量、特性黏度、拉伸倍数、热定型温度和二甘醇含量对双向拉伸PET薄膜耐湿热性能的影响。结果表明,端羧基含量越低、特性黏度越高,PET薄膜耐湿热性能越好;而拉伸倍数和热定型温度对PET断裂伸长率的影响均为先增大再减小,其主要影响PET的结晶度,结晶度越高,其耐湿热性能越好。二甘醇含量对PET薄膜的耐湿热性能影响较小。PET薄膜的耐湿热性能越好,在长期使用环境中具有更长的使用寿命。     

缺陷对交流1100kV GIL三支柱绝缘子电场分布影响的仿真

缺陷及导电微粒会严重畸变气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)用三支柱绝缘子的电场分布,甚至引发击穿、放电故障.该文分析特高压(UHV)GIL内可能存在的缺陷及来源,应用有限元仿真软件COMSOL研究了界面缺陷、内部气泡和导电颗粒对三支柱绝缘子电场分布的影响.结果表明,嵌件界面剥离和中心导体气隙对绝缘子电场分布有着相似的影...     

我国特高压交直流套管研究现状

特高压交直流套管是发展特高压、保证大电网可靠运行的关键设备之一.笔者从特高压套管的分类与应用出发,介绍了不同绝缘类型套管在特高压工程中的应用占比和故障类型,总结了现有套管的材料特性分析情况,分析了结构设计方法和相关技术,归纳了不同套管生产工艺流程以及关键工序,对各类特高压套管存在的问题以及发展方向进行归纳与展望.文章结论为特高压套管的技术研究和产品研制提供借鉴和依据.     

750kV输电线路耐张塔绕跳间隔棒结构优化

750kV输电线路拉西瓦一官厅段位处西北高海拔地区,其耐张塔中相绕跳转角处的间隔棒线夹上电晕放电严重,对周围产生了可听噪声及无线电干扰的污染。为了对绕跳转角处形式和间隔棒结构进行优化,解决该处电晕放电问题,运用三维有限元法建立了750kV耐张塔模型,计算了绕跳转角处问隔棒的电场分布,结果表明中相绕跳由于转角陡、跳线成形...