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。     

252 kV SF6/N2混合气体GIS用三位置隔离开关的设计研究

基于Ansys Workbench对252 kV SF₆/N₂混合气体GIS用三位置隔离开关建立了三维有限元模型,进行了电场强度和应力强度分析。通过三位置隔离开关的绝缘试验和壳体水压破坏试验来验证设计和计算的可靠性,结果表明：SF₆/N₂混合气体三位置隔离开关的最低功能压力为0.58 MPa,设计压力为0.8 MPa。在最低功能压力0.58 MPa(表压)下,三位置隔离开关内部导体的最大电场强度为24.4 kV/mm,绝缘拉杆沿面最大电场为11.1 kV/mm,壳体水压破坏最大主应力强度为251 MPa,全部通过绝缘和水压破坏试验。通过仿真计算驱动产品设计过程,可大大减少试验摸索,加快研发进程,提高试制成功率。     

252 kV GIS母线用盆式绝缘子绝缘及应力设计裕度分析

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)最重要的绝缘部件,其性能优劣直接影响GIS的运行可靠性。文中针对多个252 kV GIS用盆式绝缘子样本,在昆明特高压试验基地进行了特性试验,并根据试验采用仿真计算手段,建立了三维电场仿真和应力仿真模型,校核了盆式绝缘子及母线结构的绝缘设计和应力设计,并结合零表压试验和水压破坏试验结果进行了分析,得到了各盆式绝缘子在不同载荷下的设计裕度,并针对性的提出了设备选型和后续工作优化建议。研究成果有助于深入理解盆式绝缘子的设计和技术细节上的差异,为252 kV GIS设备选型、运行维护提供了参考。     

微环境对高压开关柜电场分布及绝缘净距离的影响研究

潮湿污秽等微环境极易引发高压开关柜放电或绝缘击穿故障.为提高开关柜设计及运行水平,本研究对高压开关柜微环境下的内部电场分布特性及绝缘净距离进行仿真计算研究.首先基于COMSOL仿真软件建立40.5 kV高压开关柜母线室多物理场有限元仿真模型,获得开关柜母线室中温度、湿度分布.利用数值分析方法研究有无微环境下的电场分布特性,基于空气流注放电起始判据,利用COMSOL与MATLAB软件计算微环境下的绝缘净距离.最后研究微环境下不同绝缘隔板布置参数(厚度和位置)对电场分布和绝缘净距离的影响.结果表明:在高温高湿的环境下,母线室最高温度可达347.15 K,整体温度呈现上高下低的梯度分布;绝缘隔板处于低温高湿度区域,容易积聚湿污;微环境下母排尖端电场和绝缘净距离降低,但绝缘隔板表面电场增大,沿面闪络概率增大.     

252 kV三相共箱盆式绝缘子应力测试与分析

通过水压试验和仿真分析,研究了252 kV三相共箱盆式绝缘子的机械特性,得到了三相共箱盆式绝缘子的应力分布及薄弱位置。在水压试验中实时测量了盆式绝缘子的应变,得到了绝缘子的应力分布和变化;对绝缘子水压过程进行了仿真分析,仿真结果与试验结果一致。研究结果表明:三相共箱盆式绝缘子破坏压力值为2.6 MPa,对应的最大破坏应力为78.28 MPa;水压破坏呈脆性破坏;绝缘子的薄弱位置是弧面曲率变化最大处。     

基于252kV三相盆式绝缘子水压试验的仿真分析及结构优化

文中描述了252 kV三相盆式绝缘子破坏水压试验的情况,为明确三相盆式绝缘子破坏水压不能满足标准要求的原因,首先对252 kV三相盆式绝缘子进行了建模、仿真与分析,明确了三相盆式绝缘子相间盆式结构交汇处应力集中是破坏水压偏低的原因。随后对模型进行了改进,将应力集中由‘Y’型分布转化为‘△’型分布,显著降低了最大应力值,显著改善了盆式绝缘子的耐压状态。最后讨论给出了252 kV三相盆式绝缘子在强度设计过程中应结合仿真计算进行机械强度设计的基本思想。文中的工作为三相盆式绝缘子的设计提供了一定的参考。     

电力电缆热分布数值计算的应用研究

按照电力电缆的结构特点和运行热稳态特性,建立了三相电力电缆热分布的数值仿真模型,采用控制容积积分法对交联聚乙烯电缆内部热场进行计算,研究结果和所开发的计算仿真软件能够准确给出电缆截面的热分布图,对电缆绝缘设计和绝缘热击穿诊断是有价值的.     

电力电缆热分布数值计算的应用研究

按照电力电缆的结构特点和运行热稳定特性,建立了三相电力电缆热分布的数值仿真模型,采用控制容积积分法对交联聚乙烯电缆内部热场进行计算,研究结果和所开发的计算仿真软件能够准确给出电缆截面的热分布图,对电缆绝缘设计和绝缘热击穿诊断是有价值的。     

145 kV隔板绝缘性能研究

在封闭的气体绝缘金属开关设备中,隔板起到支撑导体和对地绝缘的重要作用,隔板的绝缘性能是保证GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了145 k V隔板的设计特点,运用有限元分析计算软件对其绝缘性能进行了数值仿真,结果表明:借助接地屏蔽环能更好地削弱三交区的电场强度。145 k V隔板通过了全部绝缘型式试验,进一步验证了绝缘性能的可靠性。     

新型145 kV绝缘隔板机械强度研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中,绝缘隔板起着隔离相邻气室、支撑导体的重要作用。绝缘隔板的机械强度是保证GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了新型145 kV绝缘隔板的设计特点;应用有限元分析计算软件对其力学性能进行了数值仿真,计算结果表明,特定形状的中心嵌件可以有效提高其力学性能。该新型145 kV绝缘隔板在质量监督检验中心顺利通过了整套型式试验,进一步验证了其力学性能的可靠性。