110 kV覆雪绝缘子串电场有限元仿真分析

近年来,我国内陆重污区输电线路在冬季频发短时积污雪而引起的快速污雪闪。快速污雪闪相比于传统污闪具有以下显著特点:一是地域性,快速污雪闪多发生在内陆重工业污染地区久旱之后的降雨雪过程;二是短时性,绝缘子在短时间内快速受潮且积污严重湿润,其污秽条件与受潮条件几乎是同时具备。为了研究覆污雪对输电线路外绝缘电气性能的影响,对覆雪110 kV绝缘子串进行了三维建模与电场仿真研究。结果表明,覆雪会畸变绝缘子串电位分布,导致导线侧与杆塔侧绝缘子分担电压显著提升;当绝缘子表面严重积雪并形成雪柱时,绝缘子串有效爬电距离被短接,污雪柱之间空气间隙电场畸变严重,电场增强约27.5倍,易形成"污雪柱-空气间隙-污雪柱"放电通道,从而引起绝缘子串闪络。     

特高压绝缘子串电场分布研究

借助ANSYS有限元软件对特高压绝缘子串在安装和不安装均压环情况下的电场分布进行仿真研究,确定了均压环的合理安装型式及安装位置,进一步优化特高压绝缘子串型结构。     

含零值绝缘子220 kV绝缘子串电场分析

为研究零值绝缘子对绝缘子串的影响,采用有限元法对缘子串中含零值绝缘子时的电位分布和电场分布进行了分析。建立220　kV绝缘子串及杆塔和分裂导线的3D模型,研究含有零值绝缘子时绝缘子串的电位分部和电场分布变化。仿真结果表明,零值绝缘子的位置及个数都会影响绝缘子串的电位分布和电场分布。     

基于有限元分析的悬式绝缘子串电场仿真

利用有限元分析法计算得到了良好绝缘子串内部、沿面及空间电场分布情况,并对绝缘子串不同位置存在零值绝缘子时的空间电场进行仿真,研究了零值绝缘子对整体绝缘子串电场分布影响以及因素。     

不同憎水性绝缘子串覆冰电场仿真分析

已有研究表明,通过涂覆憎水性材料可减少绝缘子覆冰量,并提高其覆冰闪络电压。目前使用较为广泛的为RTV涂料,但近年来,国内外一些研究人员研制出了仿荷叶超疏水涂料,其静态接触角超过160°,将其涂覆于绝缘子表面,取得了良好的防覆冰效果。根据普通玻璃绝缘子、涂覆RTV涂料绝缘子以及涂覆有超疏水涂料绝缘子的实际覆冰形态,建立了覆冰绝缘子串电场仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,在相同外施电压下,超疏水绝缘子串模型的最大表面电场与电场不均匀系数均低于RTV绝缘子串模型以及无涂层玻璃绝缘子串模型。研究成果对于防止绝缘子串覆冰闪络事故具有积极的指导意义。     

110kV零值瓷绝缘子电场仿真分析研究

瓷绝缘子长期运行后其绝缘性能和机械性能下降,容易产生零值、低值绝缘子,严重时会导致输电线路外绝缘发生闪络,发生电网停电事故。利用相关仿真分析软件,对110 kV直线猫头塔绝缘子上的无零值绝缘子和不同部位劣化绝缘子进行钢脚和铁帽的电位自由度耦合,以模拟在实际情况下的零值绝缘子,通过在电位分布云图、等位线分布图、电场分布云图、电位分布和电场分布曲线等方面的对比分析,分析不同部位零值绝缘子对绝缘子串空间电场分布特性的影响,对绝缘子劣质绝缘子的检测提供一定的理论支撑。     

750 kV绝缘子串电位分布仿真及试验研究

采用有限元数值分析法,针对750 kV交流输电线路绝缘子片数及均压环配置,对绝缘子串电位分布进行了计算分析,比较了均压环均压深度、环径、管径及绝缘件介电常数对绝缘子电位分布的影响;对典型配置绝缘子I串进行了电位分布的测量研究,并将试验和计算的结果进行了对比分析。研究表明,均压环均压深度及环径对绝缘子电位分布影响较大,均压环管径及绝缘件介电常数对电位分布影响不明显;试验与计算的绝缘子最高分布电压百分比基本一致。     

存在气泡缺陷的氧化铝陶瓷绝缘子电场仿真分析

通过对氧化铝陶瓷中气泡引起局部电场畸变导致绝缘故障进行了研究,建立了存在气泡缺陷氧化铝陶瓷绝缘子静态电场计算的三维数学模型;比较了有无气泡缺陷时氧化铝陶瓷绝缘子的电场强度;重点分析了气泡存在不同电场强度区域和距离下表面不同距离时对电场强度的影响,从而得到气泡缺陷对电场的影响规律。     

高海拔地区沿500kV耐张绝缘子串进入强电场可行性

分析了高海拔５００ｋＶ输电线路沿耐张绝缘子串进入强电场的作业方式能否实现以及需具备的条件,并对该项目实施条件的优化指明了试验研究分析方向。     

500 kV换位塔跳线串复合绝缘子电场分布仿真计算研究

在交流输电线路中,通常采用换位塔来改变导线的结构以减轻电压、电流的不平衡的影响.由于其特殊的导体结构,与普通输电塔相比,换位塔复合绝缘子更容易损坏.本文建立了500 kV输电线路双回线换位塔的全尺寸三维仿真模型,采用有限元法进行了仿真分析,研究了塔架、导线、电容等因素影响的复合绝缘子沿线电场分布,并分析了均压环配置、配...     

真空绝缘堆的电场仿真

真空绝缘堆是脉冲功率系统的重要部件,承担着绝缘支撑以及不同氛围隔离的重要作用,往往也是整个系统的薄弱环节之一.笔者对真空中绝缘堆的不同绝缘结构进行了电场仿真分析,探讨了金属极板的层数、绝缘层与金属极板的位置、两者的比例、绝缘子的角度、电极嵌入对真空绝缘堆电场分布的影响.仿真结果表明:加入金属极板改变了绝缘子表面的电场分...     

绝缘子表面电场紫外辐射量测仿真分析

在绝缘子串表面直接测量电场强度时,电场测量探头靠近绝缘子串引起其表面电场畸变。提出了一种通过测量紫外辐射数值间接获得绝缘子串表面电场的方法。分析了表面电场与紫外辐射之间的数值关系,采用有限元电磁场仿真ANSYS软件对XP-100悬式绝缘子串表面的电场进行仿真,得到绝缘子串周围的电场分布,并依据它们的数值关系推导出紫外辐射场分布,对紫外辐射场分布和电场分布进行对比分析。结果表明:紫外辐射场分布和电场分布保持相同的变化规律,即可通过测量紫外辐射值间接获得绝缘子串表面电场强度,验证了该方法的可行性。     

具有防雷功能的500kV防冰闪绝缘子结构设计及电场仿真研究

雷击和覆冰是输电线路面临的两大自然灾害,严重威胁电网的稳定运行。文中将避雷器和绝缘子结合,通过绝缘段雷电冲击和工频闪络试验,设计出一种新的500kV防冰防雷复合绝缘子,并利用有限元法对该500kV防冰防雷复合绝缘子电场分布进行仿真计算,研究了清洁和覆冰工况。结果表明:局部高场强区域集中在高压段、绝缘段和避雷段交界处,最大场强为18.1kV/cm,满足现场运行要求;结合间隙雷电冲击试验,采用带1.8 m均压环间隙的绝缘段和避雷器串联具有较好的防雷保护效果。     

电力机车车顶绝缘子电场计算

在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例.如何才能有效地减少车顶绝缘子上覆冰的形成,提高绝缘子覆冰闪络电压,已经成为华北地区电气化铁路急需解决的难题.针对车顶绝缘子冰闪事故的实际发生情况,采用绝缘子表面部分涂覆半导体涂料的组合绝缘子设计方案.笔者利用有限元电场分析方法,分析了半导体涂料涂覆长度和...     

针辊式高压静电分选电场的数值模拟

直接测量静电分选电场非常困难。为形象直观地表达分选电场的分布特征,利用MATLAB软件模拟了针辊间高压放电过程。建立针辊式分选机实验装置的简化模型,选取装置周围1 m3正方体空间为初始边界。采用有限差分法求解模型、用迭代法求解差分方程组、用插值法进行函数逼近,分别对单针、单针与转辊、5针、5针与转辊的静电场进行了模拟。结果表明:针电极附近等势线密集,越往外等势线越稀疏;相邻放电针间距较小时,同性电荷互相排斥,针间电场强度明显减弱;针与转辊之间的等势线密集,转辊之外及针电极上部的等势线衰减迅速。模拟结果准确地描绘出了静电场分布规律,为静电分选机的实际设计提供了理论依据。     

基于EMTP软件仿真绝缘子串的电压分布

劣化绝缘子和零值绝缘子的存在直接威胁着电力系统的安全运行。在220 kV电压等级下,为得到不同频率时劣化绝缘子和零值绝缘子处于绝缘子串不同位置时对电压分布的影响,从而便于检测线路中的故障绝缘子,利用电磁暂态程序(electro-magnetic transient program,EMTP)软件对正常良好绝缘子、含劣化绝缘子、含零值绝缘子三种不同情况下的绝缘子串的等值电路进行仿真模拟,得到绝缘子串中每个绝缘子两端的电压幅值,并对实验结果进行绘图,据此分析电压分布结果。仿真结果表明,劣化绝缘子承受的电压明显下降,零值绝缘子承受的电压为零,其他正常绝缘子承受电压大致呈"U"型分布。全面分析绝缘子串的电压分布对绝缘子的优化设计及检测绝缘子的状况具有重要的意义。     

750kV兰州东-平凉-乾县输电线路复合绝缘子周围电场分布仿真分析

为了研究750k V输电线路复合绝缘子周围电场分布规律,为在现场开展复合绝缘子相关试验提供参考,本文以750k V兰州东-平凉-乾县输电线路为研究对象,选取直线杆塔ZGU125和FXBW-750/210双联复合绝缘子串,对该直线杆塔和复合绝缘子进行了有限元仿真建模,仿真计算了该型号绝缘子串在实际运行电压下的电位、电场分布。通过仿真计算,得到了最大场强所在位置,从而为下一步开展现场试验提供理论依据。     

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...     

基于Kerr效应的绝缘子表面电场在线测量系统

为了有助于快脉冲功率装置中真空绝缘子的正确设计,避免其沿面闪络,研制了1套基于Kerr效应的可以在线测量快脉冲高电压作用下的真空绝缘子表面电场的电光测量系统.该测量系统由基于Marx发生器和脉冲形成线的快脉冲高电压源(100 as,200～350 kV)、基于Nd:YAG倍频脉冲激光器的探测光源(532 nm,8 ns...     

基于静电场仿真分析的绝缘套管优化设计

为设计适用于40.5 k V中压柜式气体绝缘金属封闭开关设备(C-GIS)的插入式套管,运用静电场理论建立C-GIS套管电场的数学计算模型,通过ANSYS软件对套管在悬浮和接地不同状态下仿真了套管的电场分布,并根据研究结果对内部结构进行了优化。结果表明:内屏蔽接地情况下放电几率更低,屏蔽罩距离中间导电铜棒距离为15 mm,屏蔽罩折边半径为1.5 mm时,环氧树脂外表面沿面场强降低了约31%,环氧树脂内部最大场强为18.8 k V/mm,绝缘性能得到了明显提升。