并联电容器组对高压SF_6断路器绝缘性能的影响

将区域分解技术与有限元数值求解方法相结合,对于含有多重介质、薄均压屏蔽结构、非对称并联电容器组的252 kV SF6断路器灭弧室内部全场域进行三维电场数值计算。对比分析了区域分解技术对场域数值求解的影响,解决了大场域电场求解精度与求解效率的矛盾。给出了3种不同并联电容器组灭弧室绝缘配置方案,并对有无并联电容器组作用下的灭弧室内部电场进行对比分析,得到了灭弧室内部电场分布、触头沿面电场分布以及场均匀度的定量描述,找到了全场域绝缘薄弱点。     

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。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

1000 kV SF_6标准电压互感器的绝缘设计和电场计算分析

特高压电器设计的核心问题之一便是绝缘结构设计。绝缘结构设计能否满足要求,对产品的安全运行至关重要。为此,笔者对1 000 kV SF6气体绝缘标准电压互感器进行了电场有限元分析,通过对多组结果的比较,提出1 000 kV SF6高压电器绝缘设计的要点,并对其他类似结构的特高压电器设计提出了一些浅见。研究发现:对于SF6高压电器产品,改善套管电位分布、降低电场强度的有效方法是设置分压屏蔽,通过合理选择分压比K、加大曲率半径或采用多曲率弧线等方法降低最大电场强度;对类似结构的1 000 kV SF6气体绝缘特高压电器,可利用电容分压原理进行绝缘设计,必要时可设置两个或两个以上分压屏蔽,但分压屏蔽数量的增加会给加工、装配等带来很大难度,需要合理取舍。     

低SF6含量混合气体电晕放电特性仿真研究

低SF6含量混合气体绝缘介质最有可能替代SF6气体应用于气体绝缘设备中。本研究采用有限元-通量校正传输(FEM-FCT)法求解低SF6含量的SF6/N2混合气体二维流注电晕放电的数学模型,考虑了空间电荷对场域的畸变作用,研究了SF6/N2混合气体二维流注电晕的放电特性,展示了流注电晕放电发展过程中间隙内部各种带电粒子浓度和空间电场的分布。仿真表明:棒-板间隙中空间光电离对流注电晕发展的影响强于阴极光发射;外施电压幅值小时,流注形成和发展速度较慢,流注电晕相对稳定。     

330kVSF6电流互感器电场计算及绝缘结构分析

根据SF6气体绝缘电流互感器的产品结构方案,计算了简化结构模型的三维电场分布,给出了不同截面的电位分布图形,确定出合理的330kVSF6气体绝缘电流互感器绝缘结构形式和结构尺寸,指出只要选定 合适的截面,二维场计算结果与三维场计算结果差异很小,在工程上可采用二维场计算以缩短设计周期。     

1100 kV直流SF_6气体绝缘穿墙套管电场仿真分析

国产1 100 kV直流SF_6气体绝缘穿墙套管首次采用双层内屏蔽结构。为此,提出了1种气体电流密度计算方法用于仿真直流电压下的套管电场分布,对工频和直流电压下分别采用单层和双层内屏蔽结构时的套管电场分布进行了仿真分析,探讨了双层内屏蔽结构的电场调控能力,仿真分析了气体电离对电场分布的影响。结果表明:直流电压下套管外部表面电场分布不受内屏蔽电极配置方式的影响,但双层屏蔽结构相对于单层屏蔽结构能够减小套管内部电极的表面场强;套管外部空气电离达到一定程度后将引发屏蔽环表面起始的闪络,内部SF_6气体电离达到一定程度后则更容易发生电离区附近的套管表面电晕放电。     

500kVSF6气体绝缘TA损坏及防范措施

2006年山东电力系统内共发生了3起500 kV SF6气体绝缘电流互感器(TA)损坏事件,为对3起事件的发生经过、检查情况进行介绍、总结,结合SF6气体绝缘TA结构特点,对损坏原因进行了分析:两起是因运输不当造成内部部件移位或绝缘件受伤;一起因制造质量不良紧固螺丝松动引起。其后果使TA内部电场发生畸变,绝缘性能下降,在运行一段时间后主绝缘发生击穿或直接击穿。并根据原因分析结果提出了除按照有关反措要求加强运输质量的控制外,还应加强验收管理,并积极开展简单有效的气体绝缘TA内部绝缘状况检测方法的研究。     

1100kV GIS用SF6气体绝缘复合套管结构有限元仿真分析

对1 100 kV高压组合开关电器(GIS)用SF_6气体绝缘复合套管内部SF_6气体压强的确定、GIS复合套管内屏蔽结构许用场强进行了讨论分析,确定了套管内部金属屏蔽和外绝缘结构设计方案。基于此,建立了1 100 kV GIS套管的三维有限元仿真计算模型,并对其内部金属屏蔽和绝缘件电场分布进行了仿真模拟,同时对套管基座进行了机械应力分布计算。结果表明:套管金属屏蔽最大电场强度约为10 k V/mm,复合绝缘子护套表面电位分布接近线性分布;当负荷加载方向垂直于GIS管道方向时,弯曲应力最大值为11.2 MPa;在1.1倍额定电流6 930 A下,套管中温度最高点位于中心导杆附近,最高温度为80℃,满足设计要求,试制的SF_6气体绝缘复合套管通过了全部型式试验。     

SF6断路器中气体放电过程的计算机模拟

提出了模拟 SF6 断路器中气体放电过程的随机步进式先导贯穿模型。它运用气体放电基本原理和气体压力、气隙结构、绝缘介质等必要的绝缘参数 ,计算每一个先导贯穿步的三维电场分布情况 ,完成了断口间气体放电过程的数值模拟 ,分析了不同绝缘介质中的先导贯穿情况     

SF_6气体绝缘电流互感器电容锥设计及外绝缘电场计算

为改善SF6 气体绝缘电流互感器外电场的分布 ,采用了电容锥结构。本文提出了电容锥的计算方法并对 330kVSF6 气体绝缘电流互感器放置电容锥前后的外电场建立计算模型进行数值计算 ,分析了电容锥对互感器外电场的改善情况。     

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。     

126 kV复合套管SF6电流互感器绝缘结构设计

利用有限元法对复合外套电流互感器的电场进行了计算和优化设计,并通过雷电冲击电压耐受试验、工频电压耐受试验和局部放电试验,对其绝缘结构设计进行了验证, 提出了改善复合套管电场分布的具体措施。     

550kV交流滤波器断路器灭弧室电场计算

交流滤波器小组断路器爆炸事故会给电网的安全稳定运行造成了极大的威胁,有必要通过对断路器的仿真计算来分析影响灭弧室内绝缘的因素以判断断路器的故障产生的原因。考虑到设备结构对称性,利用Solidworks软件建立了550 k V双断口瓷柱式断路器的单断口三维计算模型,包括动静弧触头、瓷套、SF6和空气包等,并采用有限元计算软件ANSYS开展三维静电场的仿真计算。通过对正常开断、瓷套壁有金属微粒、弧触头间有金属微粒、弧触头上有金属微粒和瓷套加宽等5种工况的计算,发现最大电场强度出现在断路器熄弧后7.5 ms时刻,弧触头上存在金属微粒将使最大场强值显著增加。适当提高灭弧室SF6气压并采取金属微粒吸附措施将有利于减少断路器内绝缘故障。     

电场计算在灭弧室绝缘设计中的应用

结合一SF_6断路器灭弧室的设计讨论了电场计算在灭弧室绝缘设计中的应用.得到了影响灭弧室电场分布的主要因素并提出了改善电场分布的有效方法.计算和试验结果基本相符.     

配套110kVGIS用三相共箱式SF_6气体绝缘电压互感器研制

对三相共箱式SF6气体绝缘电压互感器的研制过程进行了介绍。铁心设计采用单相双柱叠积式,7级梯形柱截面使得利用系数较接近于1;高压绕组采用宝塔形结构,绕制中分2级方式绕制,充分利用了层间绝缘;主绝缘结构设计采用有限元算法来计算,分析了三维空间中电场强度的分布,优化了绝缘结构。产品经优化设计、合理选材、精心制造,通过了全部型式试验,达到了相关标准的要求。     

电容屏套管在SF6气体绝缘高压电器中的应用

采用电容屏套管可以有效地改善SF6,气体绝缘高压电器设备外电场的分布。以SF6气体绝缘电流互感器为例,论述了电容屏套管的工作原理、结构特点和计算方法,并对放置电容屏套管后SR电流互感器外部电场的改善情况进行了分析。