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。     

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。     

界面微气隙大小对复合绝缘子绝缘性能的影响

为了给复合绝缘子制造、安装和运行提供技术指导,对复合绝缘子界面微气隙周围的场强及电位分布进行了研究。通过对实例中复合绝缘子界面局部微气隙进行三维建模计算,分析微气隙内部场强电位分布、芯棒-护套界面上的场强分布及伞裙边场强电位分布随微气隙大小的变化规律。结果表明,随着界面局部微气隙的变化,复合绝缘子电场、电位分布均发生改变,且气隙越大,气隙附近的场强畸变越严重;气隙大小对电场的影响远大于对电位的影响;存在界面微气隙后,场强畸变最严重的部位是芯棒-护套界面,该处最易发生放电;此外,随气隙的增大,伞裙边场强分布整体呈增大趋势,增加了复合绝缘子界面放电的可能性。     

伞裙边沿厚度对复合绝缘子场强分布的影响

为解决因复合绝缘子耐老化性能较差导致的场强分布不均匀问题,基于伞裙边沿厚度与复合绝缘子场强分布之间的紧密联系,通过ANSYS仿真软件进行复合绝缘子三维建模,分析了不同伞裙边沿厚度下复合绝缘子沿面场强和电位分布。结果表明,随伞裙边沿厚度的增加,金具处最大场强值增大,高、低压端前3片伞裙边沿场强值减小,中部绝缘子场强值相对增大;伞裙边沿厚度的增减对整个绝缘子电位分布无影响;伞裙边沿厚度为4 mm时伞裙场强分布较其他厚度时相对均匀,并有效降低了高、低压端伞裙场强,且具有一定的抗电蚀烧伤能力。     

±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。     

高电压直流复合绝缘子表面电荷积聚的有限元数值模拟及影响分析

空间直流电场和伞裙表面电荷静电将造成高电压直流工程用复合绝缘子伞裙表面快速并大量积聚电荷,引起绝缘子沿面电场畸变且闪络电压降低,从而导致高电压直流工程用复合绝缘子的绝缘性能和耐老化性能下降。以FXBW6-10/70型号的高电压直流输电线路用复合绝缘子为例,建立复合绝缘子二维仿真模型,采用有限元法对表面存在有电荷的高电压直流复合绝缘子进行电气特性分析,研究表面积聚电荷的正、负极性以及电荷积聚量对伞裙轴向和径向电场分布的影响规律,采用改进的电容探头测量伞裙表面积聚电荷随时间的动态变化过程,验证有限元仿真的有效性。结果表明：导线侧三交汇点处场强最大值与伞裙表面积聚的负极性电荷量呈负相关,与伞裙表面积聚的正极性电荷量呈正相关;伞裙表面积聚电荷存在由伞裙内侧逐步向伞裙边沿扩散的动态特性。     

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。     

高压输电线路用复合绝缘子内部间隙电场分析

复合绝缘子芯棒与绝缘护套之间出现空气或液体间隙时,间隙周围电场会发生畸变,高场强区域将会出现局部放电,造成复合绝缘子的耐老化性能、机械性能降低。为了精确评估间隙存在对电场分布的影响,以FXBW4-110/100型号的输电线路用复合绝缘子为例,基于ANSYS仿真软件建立复合绝缘子三维有限元模型,分析存在空气或液体间隙时复合绝缘子内部电场的强度,研究间隙尺寸、位置对电场强度分布的影响规律。研究结果表明,空气或液体间隙处电场强度均会增大,液体间隙长度足够大时间隙周围电场强度会超过空气击穿场强,引起局部放电;间隙长度越大或距离导线侧越近,间隙内场强越大,对绝缘子造成的破坏也会越严重。     

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。     

山区超高压输电线路玻璃绝缘子串防覆冰闪络措施研究

秦岭山区由于其特殊的地理环境和气象条件屡屡出现山区内线路绝缘子覆冰闪络故障。由于绝缘子串覆冰后冰凌桥接伞裙,造成绝缘子串电压分布的畸变,致使绝缘子串闪络电压降低并引发冰闪。在绝缘子串中安装大盘径绝缘子可以阻断冰凌桥接通道,在一定程度上提高绝缘子串覆冰闪络电压,如安装数量和方式合理,可以保证绝缘子串的正常运行。     

电介质的微空气隙中电场的计算

针对固体介质中不同微空气隙形状(球体,椭球体)内部电场计算问题,将其简化为计算均匀电场中介质球、介质椭球内的电场,应用电介质极化原理,得到了微空气隙内部电场分布的数值解。数值计算结果表明:气隙内的场强总要比固体内的场强高得多,而气隙的介电强度比固体介质低,所以当加至一定电压时,在固体介质击穿之前,总是在空气隙内先开始放电,从理论上解释了固体内部发生局部放电的原因。     

基于机器视觉的热障涂层内部裂纹在线检测方法及传热特性研究

燃气轮机服役过程中,热障涂层(以下简称涂层)内部裂纹萌生和扩展是导致涂层失效的主要原因。通过数值重构方法获得了含不同长度裂纹的热障涂层（TBCs）微结构,基于耦合双分布格子波尔兹曼方法（DDF-LBM）建立了热障涂层与冷却气膜流动传热模型,研究了热障涂层内部和表面温度分布特性。结果表明：出现裂纹会极大地改变涂层的温度分布情况,增加涂层温度不均匀性,造成局部烧结,进一步产生应力集中,极易导致涂层分层断裂,从而影响其耐久性。同时,基于耦合检测算法（GEMSS）通过大量机器学习训练,提出了热障涂层内裂纹定位和长度估算的在线检测评估方法。该方法能有效确定裂纹位置,高精度估算裂纹长度,为高温叶片在线健康度评估和寿命预测提供理论基础和技术支撑。     

±800 kV特高压直流线路V型悬式复合绝缘子表面电场分析

特高压直流线路带电作业及一些金具的安装与绝缘子表面的电场分布密切相关,为了得到电场分布,采用Solidworks建立仿真模型,根据实际情况加载±800kV的电压,对于复合绝缘子串中出现导通性故障的部分进行电位耦合,结合Ansys有限元分析方法,给出V型复合绝缘子串正常和模拟局部导通性故障情况下的电场分布云图,以及局部导通性故障情况下轴线及其周围合成场强的分布情况,进而分析局部导通性故障对绝缘子串的影响,从而为绝缘子串结构设计、带电作业等方面提供参考依据。     

基于电场计算及模态分析的220 kV GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究

特高频局部放电法和振动法是GIS盆式绝缘子缺陷检测的重要工具,为了研究特高频局部放电法和振动法的适用性,需要对缺陷盆式绝缘子电场分布和振动模态研究。该文建立了含有正常或缺陷盆式绝缘子的直线型GIS间隔的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子的表面电场分布和振动模态,并研究裂纹缺陷对表面电场强度和振动模态的影响。研究结果表明,当盆式绝缘子有裂纹时,裂纹附近出现明显的电场畸变,靠近母线的裂纹端部电场畸变更为严重,靠近外壳的裂纹有可能无法用特高频局部放电法进行检测。当盆式绝缘子存在裂纹时,前10阶模态频率均呈下降趋势。     

失谐叶盘系统振动特性研究

针对叶盘系统由于失谐将产生局部化振动问题,利用有限元的方法分别对质量失谐和产生裂纹对叶盘振动特性影响进行了分析。得出结论：质量的不同分布对固有频率均有不同的影响,且在高阶下容易出现频率转向现象;裂纹的出现会使叶盘结构基频降低,而且会导致叶盘系统发生振动局部化现象。随着裂纹深度的增加,结构的基频进一步下降,而振幅越大。     

10kV内胶装瓷柱式绝缘子优化选型

10kV配电线路绝缘子是实现配电线路与地电位之间电压隔离的重要电力设备。研究了10kV内胶装瓷柱式绝缘子的长度、表面伞裙形状、内电极和外电极等几个影响内胶装瓷柱式绝缘子电场强度分布的典型因素,得出以下结论:绝缘子伞群对绝缘子表面最大电场强度影响很小;绝缘子的长度影响绝缘子表面最大电场强度,绝缘子越长,其表面最大电场强度越小;绝缘子内电极球半径对绝缘子表面最大电场强度影响很小,而绝缘子内电极杆径越大,绝缘子表面最大电场强度越大。这些计算的结果可以为10kV内胶装瓷柱式绝缘子的设计提供依据并且可以优化设计方案。     

复合绝缘子的表面电场仿真与泄露电流实验研究

为了研究复合绝缘子盐污和受潮对绝缘子表面电场分布的影响,分析了绝缘子污秽发生闪络放电的原理。通过有限元分析软件ANSYS建立复合绝缘子模型,分析绝缘子在敷盐和受潮时导致电场分布畸变以及表面电场分布不均匀的影响。并通过实验研究绝缘子闪络电压和泄露电流值及其波形,试验结果表明复合绝缘子水滴和盐污影响表面电场分布,盐密度和湿度的增加会加大泄露电流值增大。     

杂质和缺陷对铸造多晶硅寿命分布的影响

铸造多晶硅的原生少子寿命沿晶锭生长方向呈倒U字型分布,对应于硅锭体内缺陷和主要杂质的规律性分布.硅锭中部Fe浓度低,微缺陷较少,对应的体寿命相对较高.硅锭底部高浓度的O、Fe杂质及高密度微缺陷导致了该区域体寿命偏低;硅锭顶部存在高浓度的C、Fe杂质及大量微缺陷,尤其是高密度位错与铁的相互作用导致该区域体寿命偏低.大量沉淀和结构缺陷并存使得晶锭底部和顶部的材料难以通过吸杂和钝化来改善少子寿命.     

基于多元非线性回归模型的220kV电缆油终端缺陷场强预测

电缆油终端在施工时留下的主绝缘划伤缺陷将引起场强畸变,进而导致局部放电,引发绝缘故障。建立220 k V电缆终端主绝缘划伤模型,进行网格划分提高计算精度,利用COMSOL Multiphysics仿真软件研究不同缺陷长度、深度以及位置的电场分布,提出一种基于多元非线性回归模型的终端缺陷场强预测方法。结果表明：缺陷处场强最大值随长度增大而增大、随深度增大而减小,缺陷位于应力锥根部时场强最大。距应力锥根部20 mm,缺陷长度和深度各为2 mm和1 mm时,缺陷处场强最大值为14.5 MV/m。经回归分析预测,所提方法误差均在5%以内,为故障分析提供一种新的思路。     

超高压输电线路复合绝缘子性能老化评估

为及时了解在运复合绝缘子运行状态、系统评估电力网运行可靠性,2016年相关运行单位依据南方电网有关规定对超高压输电线路运行环境较为复杂的复合绝缘子进行抽样检测,测试内容共分为材料性能、电气性能和机械性能三项。测试结果表明,复合绝缘子在镀锌层厚度、水煮后陡波冲击、机械破坏负荷和端部密封性这四方面的性能未随运行年限的增加而出现明显老化;复合绝缘子性能老化主要体现在憎水性、带护套芯棒水扩散、伞裙漏电起痕、芯棒护套粘结性这几个方面,且性能老化程度与绝缘子运行年限表现出一定的正相关性。!