110 kV复合绝缘子电场分布影响因素

研究不同影响因素下的复合绝缘子沿串电场分布特性,对提高绝缘子可靠性具有重要意义。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件建立了三维模型,分析了杆塔、导线长度和山坡倾斜角度对绝缘子沿串电场分布的影响。结果表明：导线改善了绝缘子串高压端局部场强过高的情况,且导线越长改善的效果越明显;杆塔使得沿绝缘子串方向的电场分布更加均匀;山坡的倾斜角度,对绝缘子高压侧的电场分布有些细微影响,但可以不予考虑。由此可得,导线、杆塔、地面与绝缘子间的杂散电容都会影响绝缘子沿串电场的分布     

基于仿真与振荡波试验的电缆接头缺陷研究

借助comsol multiphysics仿真软件对10 kV电缆在运行的过程中出现的主绝缘划伤以及半导体不齐2种常见的接头缺陷进行建模仿真,模拟了电缆接头在2种不同缺陷条件下电场分布状况。得出电缆接头在主绝缘划伤以及半导体不齐的缺陷下会导致缺陷处的电场强度瞬间变大,从而导致局部放电情况。制作了2种缺陷的接头,并通过OWTS振荡波试验进行了相关试验,对试验结果完成了分析。通过结合仿真结果得出,对于半导体层不齐的缺陷类型,试验所得结果与仿真得到的结果相吻合;但对于主绝缘划伤的缺陷类型,试验所得结果与仿真所得结果不一致,OWTS试验没能够检查出集中局放,说明振荡波试验检查这种缺陷类型的能力偏小。研究成果可用来对电缆接头缺陷检测分析。     

微间隙形状对电缆中间接头场强分布影响性研究

因近年来由电缆中间接头造成的电缆绝缘击穿、电缆爆炸的现象屡见不鲜,其中主要原因是局部场强畸变而引起的局部放电,而局部微间隙的存在是造成场强过于集中的主要因素之一,因此针对电缆中间接头存在不同形状的局部微间隙进行场强分析是有意义的。通过对含有局部微间隙的电缆中间接头进行有限元分析求解,结果表明微间隙存在,会使内部场强发生严重畸变,且场强的畸变程序与微间隙的面积成正比关系;微间隙的面积相同、形状不同时,对应的场强数值是不同的,圆斑状间隙比较于其它间隙形状时,内部场强数值最小,但应力锥处场强最大;而正方形状间隙,内部场强数值取到最大值。直接表明局部微间隙形状对场强分布是有显著影响的。     

电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

500 kV交流输电线路含缺陷复合绝缘子电场分布特性研究

500 kV线路复合绝缘子应用量大,正确有效判别出含有缺陷的复合绝缘子,对于保障电网安全稳定运行意义重大.为此,基于有限元分析方法,建立了500 kV交流输电线路复合绝缘子串三维有限元模型,计算了正常和含有单个导通性缺陷情况下的绝缘子和空间电场分布并归纳其特征,分析了导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响.计...     

交联聚乙烯绝缘电缆防水接头的应用与分析

如果地下变电站的电缆护层渗水问题得不到解决,会引发电缆运行事故,影响电网的可靠供电。针对地下变电站护层多次发生交联聚乙烯绝缘电缆渗水事故,分析了电缆护层渗水的主要原因,叙述了FSJ-10/3.3型电缆防水接头的设计原理、安装工艺、注意事项和应用实绩。提出了要进一步推广和提高电缆防水接头的应用成果,并将电缆防水技术应用于电压等级较高的交联电缆。     

基于有限元法的单芯电缆接头线芯温度计算

对电缆接头线芯温度进行监测可以有效评估电缆接头的状态,但直接测量线芯温度较为困难且容易破坏电缆接头结构,因此常通过表皮温度估算线芯温度。为提高电缆接头线芯温度计算精度,本文在有限元软件COMSOL中建立电缆中间接头的仿真模型,并进行电磁-热耦合计算。研究环境温度和负荷电流对电缆接头线芯和表皮温度的影响,并对各种工况下的仿真数据拟合分析得出由电缆接头表皮温度和环境温度对线芯温度的表达式,最终验证其有效性。该计算方法可以快速、准确地进行电缆接头线芯温度计算,为电缆中间接头温度的监测和状态评估提供依据。     

复合绝缘子微间隙大小对电场分布的影响

复合绝缘子因长久运行或工艺缺陷等原因可能存在微间隙,这种微间隙的存在使局部电场发生畸变,使微间隙内发生电离,进一步可能发展为局部放电。带电金具与芯棒、伞裙护套之间微间隙放电会直接腐蚀芯棒,老化、腐蚀伞裙护套,降低芯棒的机械性能,引起芯棒脆裂、掉线,从而造成重大停电事故。对复合绝缘子存在微间隙时伞裙电场进行初步探讨,结果表明微间隙的存在使间隙局部场强分布发生严重畸变,金具处最大场强变大,微间隙附近处伞裙以及微间隙内部场强随着间隙增大局部畸变变得严重,但是微间隙的存在与否,对伞裙整体上的电位、电场分布影响不甚明显。     

±800kV换流变压器套管电场分布三维仿真研究

为解决特高压直流套管绝缘破坏问题,分析了±800kV特高压直流套管的特性,利用Ansoft软件建立套管的三维仿真模型,计算了特高压直流套管在稳态直流、工频交流和极性反转电压下套管内部的精确场强和电位分布,并得到了在温度梯度作用下直流电压和极性反转电压下的特高压套管的电场、电位仿真结果。结果表明,直流电压下,套管的最大电位与交流电压相比,高出约37%。在法兰处,直流电压下其最大电场强度为2.07MV/m,交流电压下其最大电场强度为1.5MV/m,最大电场强度高出27.5%。靠近中心导管端部分的SF6气体中电位分布较集中。温度梯度影响下套管的硅橡胶伞裙最高场强出现在极性反转完成时第5片伞裙附近,最高场强达到1.16 MV/m。相比于常温下硅橡胶伞裙最高场强0.85 MV/m提高了36.4%,说明套管的电场强度更容易发生畸变,将导致绝缘问题的发生。研究成果可为特高压直流套管设计提供参考。     

基于非线性电导绝缘的随桥敷设高压直流电缆接头电-热场分布及优化设计

针对随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电-热场分布问题,开展基于非线性电导增强绝缘的高压直流电缆接头电场优化设计方法研究,探究电-热-机械应力多物理场作用下聚合物绝缘材料的非线性电导率特性对直流电缆接头绝缘电场分布的影响规律,分析高压直流电缆接头增强绝缘优化设计方法。结果表明,碳化硅(Silicon carbide, SiC)掺杂大幅增强了硅橡胶绝缘的非线性电导率,提高了硅橡胶绝缘的非线性系数参数,降低了非线性电导率的阈值电场强度。当桥梁梁箱温度达到40℃时,直流电缆满载运行条件下电缆接头最大场强位于应力锥根部,达到40k V/mm;非线性电导复合绝缘可显著降低中间接头应力锥三结合点处电场强度,抑制附件增强绝缘的电场畸变。采用非线性电导硅橡胶绝缘作为高压直流电缆接头增强绝缘材料,可弥补电缆接头应力锥无法有效抑制接头绝缘直流电场畸变的不足。研究结果可为随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电场调控与设计提供理论与试验基础。     

XLPE表面缺陷对电场及击穿电压的影响

电缆中间接头施工过程中易造成XLPE表面划伤、附着污染颗粒和表面受潮三种缺陷,为评估缺陷对接头运行性能的影响,建立了电缆中间接头XLPE绝缘片状模型,分析了不同缺陷下电场的变化,探究了不同缺陷对电场及击穿电压的影响程度.结果 表明,XLPE在划伤时划痕处的电场产生严重畸变,为非划痕处的1.6倍;受潮时XLPE表面附着污...     

复合绝缘子芯棒界面微裂纹对场强电位分布性影响

因复合绝缘子芯棒的生产工艺或材料热胀冷缩效应等客观因素均可能造成芯棒界面的微裂纹存在。从场强电位分布角度出发,对存在局部芯棒微裂纹建模,并且对裂纹中充斥的不同微杂质进行仿真计算,结果表明:界面微裂纹的存在会导致金具处最大场强数值进一步增大,局部场强会发生明显畸变,并抬升了高压端前3片伞裙的电压承担值;水分渗入微裂纹内比较于酸液杂质对场强与电位分布均匀性影响更为明显;场强的畸变与电位的分布不均匀与界面微裂纹的深度有一定性的关系。场强畸变与伞裙电压承担差异会诱导放电通道的形成,进一步促进局部微裂纹的膨胀,如此反复使裂纹内驻存更多微杂质(水分、酸液)等,使芯棒处于更恶劣的运行环境中,久之可能导致脆断的可能。     

复合绝缘子局部微间隙对电场分布影响的有限元数值模拟及分析

由于高压复合绝缘子受模压、材料热胀冷缩特性、密封加工工艺等因素的影响,在金具、芯棒和伞裙护套之间容易产生局部微间隙,从而造成局部放电,导致复合绝缘子的耐老化性能降低。将复合绝缘子的静电场无界域问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域电场问题,建立三维复合绝缘子模型,采用有限元方法对存在局部微间隙的复合绝缘子的电气性能进行分析,研究局部微间隙不同尺寸及位置对局部和整体电位、电场强度分布的影响规律。结果表明：局部微间隙邻近的3片伞裙的电场强度发生明显畸变,而对其余伞裙的影响可以忽略;局部微间隙尺寸增大将导致相应伞裙的电压承担率增加,球形微间隙表面的场强最大值也逐渐升高,导致微间隙内部区域放电几率增大。     

对高压电缆附件典型击穿机理的电场仿真分析

针对电缆附件因附件本体质量和施工安装原因导致的故障,借助仿真软件建立模型对电缆附件典型故障场景,如理想工况中间接头电场分布、附件本体、附件施工等进行了电场分析,提出了预防电缆附件击穿事故的措施。     

基于图像深度学习与三维电场仿真的电力用复合绝缘子缺陷挖掘分析

鉴于复合绝缘子运行环境差异较大、表面电场分布特征各异,亟需合理评估现役运行复合绝缘子运行状态。为此,首先应用紫外、红外成像技术对典型复合绝缘子进行观测形成电-热影像图谱数据库;然后应用小波成像技术对原始图像进行去噪处理,并基于聚类算法对复合绝缘子进行图像区域分割,联合视觉深度学习实现了复合绝缘子类型自适应识别和外轮廓匹配。同时应用三维建模技术对典型复合绝缘子电场分布规律进行仿真模拟,实现复合绝缘子高场强区域电场分布可视化;最终联合深度学习图像后处理结果和电场分布特征形成现役复合绝缘子运行状态评估策略。研究结果对于电力系统用复合绝缘子运行维护具有较好指导意义。     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压.研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴.选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通...