关于二维分层介质及轴对称电场的导电纸模拟法

本文研究了分层介质及轴对称电场导电纸模拟中的打孔法,着重分析了导电纸打孔后的方块电导与孔径大小及孔的疏密程度之间的关系,并用有限元法和实验方法给出了三者之间的关系曲线;在此基础上,还提出了分层介质及轴对称电场的模拟实施方法。     

大型电机端部电场的试验研究

本文提出了研究大型电机端部电场的必要性,介绍了端部电场的导电纸连续电流场模试验方法和试验结果,以及模型实测结果。本文在国内首次将导电纸模拟方法应用于大型电机端部电场的研究,并提出了:(1)利用有代表性的两维场来研究电机端部的三维场问题;(2)在导电纸模拟试验中测绘电力线方法的改进方法;(3)支架压板区域的电场是电机端部电场中首先需要研究和解决的问题;(4)选择线棒与支架压板之间间距的实验依据;(5)支架压板与支架间的缝隙中场强的估算方法;(6)支架压板应有必要的圆角;(7)异相线捧之间距离选取的参考依据;(8)线捧之间放电电压的测试方法。     

超高压电力变压器线圈端部电场的模拟试验研究

本文叙述了求解电力变压器线圈端部电埸的方法之一——导电纸模拟法,介绍了相似模拟原理,实现边界条件,模拟分层介质,模型测量等方法,误差分析及一些有关工艺等问题。本文结合端部电埸的模拟实验实例,对文献中的工艺措施和测量方法提出了改进意见,探求了静电环表面绝缘复盖层厚度变化对端部电埸所产生的影响和角环的形状等问题。本文将模拟试验实例的测量结果与采用有限元方法计算所得的结果加以比较,证明导电纸模拟法与有限元方法的精度接近,可作为一种成本纸、结果直观,易于掌握并具有一定精度的方法应用于求解超高压电力变压器线圈端部电埸。     

发电机绕组端部斜边电场的影响因素研究

发电机在电气试验和运行中,定子绕组端部斜边电场很高,是易发生电晕放电的薄弱部位.本研究建立了定子绕组端部斜边电场的解析模型和有限元模型,研究了斜边电场的影响因素和规律,分析了斜边间隙、转角和填充介质介电常数变化对最大电场的影响,提出了改善端部电场的有效方法.结果表明:同相绕组下降低定子线棒的表面电场、减小线棒宽度、增大斜边间隙、减小线棒转角,异相绕组下增大气体填充介质的介电常数和绕组斜边间隙,均能有效改善斜边电场.绕组斜边电场有限元模型能够准确地分析绕组端部最大电场及分布趋势.通过紫外成像设备的电晕试验,验证了该模型的正确性,表明该模型具有良好的工程应用价值.     

在绝缘诊断试验技术的发展中了解水树机理

近来 ,有几种测量介电常数和介质损失的诊断方法已被发展为用来对水树枝劣化 XL PE电缆进行非破坏性试验。当所施加的试验电压超过一定值时 ,发现临界劣化不仅仅与介电性能成比例。本文采用一种力学模型来描述水树枝现象的这种非线性。绝缘中的水树枝被认为是由被微裂纹区隔离的一系列充水微孔构成 ,在相对较低的含水量和较低试验电压下 ,有的裂纹区即可能产生自愈合作用并且恢复绝缘状态。当试验电压上升时 ,Maxwell电机械应力将导致水分侵入裂纹区 ,并导致拉长的水滴间出现电接触。对电场和损耗的有限元法数值计算结果表明 ,这种影响将使导电通道端部的电场增强 ,同时导致含水树枝绝缘的介质损耗增加。     

干式变压器端部电场的模拟实验研究

应用导电纸模拟法对干式变压器端部电场进行了模拟实验，得出了其端部电场的极值及基位置，为设计工作提供了参考依据。     

大型水轮发电机定子绕组端部电场分布特性研究

为分析大型水轮发电机定子绕组端部电场分布特性,寻找端部电场薄弱环节,本文建立三维有限元仿真模型,分析了异相间和同相间模拟绕组电场分布和电位分布,并通过紫外成像仪进行实际试品的电晕检测试验加以验证和分析.结果 表明:异相间模拟绕组的电场薄弱位置处于绝缘间隔垫块周围,在额定18kV电压下,异相间模拟绕组绝缘间隔垫块的最大电场强度为8.38kV/cm,相较于同相间模拟绕组"R"角和出槽口的电场薄弱部位,异相间模拟绕组的绝缘间隔垫块在实际试验中更先发生电晕放电.     

换流变压器阀侧绝缘电场特性研究

采用Matlab软件仿真分析换流变压器阀侧绕组端部电场的励磁电压类别后建立了电容系数和电导率复合介质电场的数学模型,并对其复合绝缘结构建模,用有限元分析法分析计算各种励磁电压作用下的电场分布,得出了换流变压器阀侧绕组端部电场的复杂特性,为换流变压器阀侧绕组端部的安全绝缘设计提供了科学依据。     

电缆终端头扩径率对应力锥应力及电场分布的影响

为了研究电缆终端头扩径率对应力锥内部应力及电场分布的影响,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了10 kV电缆终端头模型及应力锥材料的RVE模型,从宏观和细观两个角度分析了不同扩径率下应力锥所受应力和电场分布情况。结果表明,电缆终端头扩径对应力锥端部影响最大,扩径率越大,端部附近应力和电场集中越明显。在拉伸状态下,横向排列的炭黑颗粒间会产生“应力集中带”且出现明显的“分层”现象,拉伸程度过大会导致炭黑颗粒与基体界面出现脱粘损伤。扩径率的增大使得纵向排列的炭黑颗粒间距减小,彼此靠近的颗粒将连成导电通道,造成局部电场集中。     

大型汽轮发电机主绝缘耐压和电老化试验中定子线棒端部防晕技术的研究

大型汽轮发电机在主绝缘耐压和电老化试验中,可能出现定子线棒端部闪络和防晕层过热的情况,从而损伤主绝缘,影响试验顺利进行。本文通过建立真机线棒端部的Pspice仿真模型,模拟了线棒端部绝缘表面电场分布,分析了端部闪络的原因。通过进一步的仿真研究,提出了线棒端部防晕的技术方案,并试制了线棒端部防晕装置。试验结果表明,该防晕装置可有效防止线棒端部闪络和防晕层过热。     

表面含有半导电层的高压绝缘结构的电场的有限元分析

表面半导电层结构可以均匀电场和抑制表面电晕放电,因此被广泛应用于高压电力电缆接头和高压发电机定子线圈端部绝缘中。由于表面半导电层比主绝缘层薄得多,在应用有限元法进行分析时存在着分析区域难剖分的缺点。本文经过一个简单的分析实例,提出了表面含有半导电层的高压绝缘结构电场的有限元分析方法。     

径向电场法检测220kV合成绝缘子高压端短路缺陷的研究

合成绝缘子高压端是绝缘子电场强度最大的位置,也是最容易形成碳化导电通道的位置。为了发现高压端的短路缺陷,作者对220 kV合成绝缘子高压端正常情况下,金属性短路和半导体短路情况下的径向电场强度进行了测量。试验结果表明,导电通道明显降低了高压端径向电场强度,可以采用测量径向电场的方法检测220kV合成绝缘子高压端的碳化导电通道缺陷。     

用模拟电荷法计算高压变压器端部电场

本文用模拟电荷法,对高压变压器端部静电环的绝缘层表面,最大电场强度附近局部区域的电位和场强进行了计算.计算中采用了用模拟电荷仅满足最大场强附近的局部边界条件的做法.而在处理两种介质分界面的衡接条件方面,由于只对变压器油一侧电场感兴趣,所以,本文提出了一种折算方法,可将两种介质简化为一种介质.采取上述两项措施后,既减少了模拟电荷的数目,又保证了计算精度的要求.     

温度对换流变压器绕组端部电场分布的影响研究

为研究温度对换流变压器绕组端部油纸复合绝缘系统电场分布的影响,首先测量获取了-40～+50℃范围变压器油和油浸纸板的相对介电常数、电导率;在此基础上利用有限元法研究了交流和直流试验电压作用下500 kV换流变压器端部电场分布的温度特性。研究结果表明:温度通过影响油纸绝缘的介电特性而影响换流变压器绕组端部电场分布特性;换流变压器的出厂试验需考虑实际运行条件下内部温度的变化范围做出适当的修正。     

超高压电力变压器高压线圈端部绝缘设计问题

本文在电场模拟试验与数值计算的基础上,对超高压电力变压器线圈端部绝缘设计的若干问题:静电环绝缘层厚度及静电环结构;角环形状及其个数以及消除端部绝缘结构中"油楔"问题进行了分析,提出了具体建议,这对生产超高压电力变压器,具有实际的参考意义.     

大型发电机定子线棒端部防晕结构温度和电场分布仿真研究

大型发电机定子线棒端部防晕层温度和电场分布是表征防晕结构性能的重要参数,关系着发电机的长期安全稳定运行。工频电气试验过程中,防晕材料的电导损耗是线棒端部绝缘温度梯度分布的主要原因,电场分布取决于防晕层电导和主绝缘电容,而电导率又是电场强度的函数,因此发电机定子线棒端部防晕结构温度场和电场的计算是一个相互耦合的过程。本文借助COMSOL Multiphysics有限元分析软件多物理场仿真功能,以某大型水氢冷发电机定子线棒端部防晕结构作为研究对象,仿真分析了其工频状况下的电场分布情况和时域条件下的温度场分布情况,以匹配线棒端部防晕结构设计开发过程。将仿真温度场结果与真机线棒试验结果对比,两者吻合较好,为进一步优化设计防晕结构和材料参数奠定了基础。     

螺旋通道磁流体推进器端部电场及其影响因素的研究

为了揭示螺旋通道磁流体推进器内部能量损失机制,本文从焦耳热能量损失角度建立了端部电场的研究方法,通过定义四个无量纲数表征量化磁流体推进器的端部电场;在比较端部电场对螺旋通道磁流体推进器性能特性影响的基础上,进一步研究了外加电压、流场、螺距、整流器和导流器对端部电场的影响,得到了端部电场的影响因素和变化规律。本文的研究方法和研究结果可为高效螺旋通道磁流体推进器的优化设计提供指导和依据。     

特高压交流铝管式刚性跳线电场计算和分析

1000 kV特高压交流输电线路耐张塔采用的铝管式刚性跳线,其跳线、间隔棒和铝管端部连接金具等结构较为复杂,电场强度较高,容易发生电晕,需要对其表面电场分布进行研究。为此运用3维有限元法,对特高压交流试验示范工程中采用的铝管式刚性跳线进行了电位和电场仿真计算,得到了跳线、铝管和端部金具表面的电场分布,并针对跳线和端部金具等场强较高的部位进行了结构改进,最终给出了跳线、铝管和端部金具的电场计算分析结论。研究结果表明,所处位置不同,8根子跳线表面的最大场强值各不相同;跳线间隔棒线夹曲率半径过小时,适当增大曲率半径能有效降低间隔棒发生电晕的概率。研究成果能够有效地避免铝管式刚性跳线发生电晕,已经成功应用于我国特高压交流试验示范工程,效果良好。     

极性反转电压下±400kV换流变压器绕组端部电场特性研究

极性反转电压下,换流变压器的端部电场分布十分复杂。为研究电场的变化,以经典RC等效电路建立油纸绝缘模型,根据一台±400 kV换流变压器建立绕组端部电场仿真模型,应用有限元软件ElecNet对换流变压器端部电场进行仿真。仿真结果表明,随着温度的升高线性油和非线性油中的电场强度均增大,而非线性油能够明显降低油中出现的最大电场强度。根据仿真结果,找出绝缘结构的薄弱环节,通过增大静电板厚度和曲率半径两种方式来优化绝缘结构。     

大型发电机定子绕组端部电位分布

发电机定子端部电场分布不均匀,易发生电晕造成事故。目前采用在发电机定子端部涂电阻率不同的半导体层来改善其电场分布,但涂后改善的效果无法定量评估。笔者通过测试,研究了发电机定子端部电位分布,分析了目前所采用的防晕方法的效果,并提出了改善意见。