40.5kV大电流固封极柱绝缘结构电场分析及优化设计

大电流固封极柱必须大量采用软连接,容易造成局放超标及沿面放电,因而对其进行绝缘结构分析及优化设计件具有重要意义。文中运用有限元分析方法得出了40.5 kV大电流固封极柱的电场分布云图,并提取分布较为集中的软连接及固定螺栓周围气体域的电场分布,指出软连接附近SF6气体中电场畸变,造成局放过大及沿面放电。依据复合绝缘电场理论,提出了在软连接周边固封极柱腔体内浇筑屏蔽网,并使屏蔽网与软连接等电位的优化方法。通过电场分析,优化后的软连接固定螺栓附近SF6气体电场强度由12 kV/mm降低为7.5 kV/mm,验证了优化设计方法理论上的可行性。局放试验结果表明,优化后的固封极柱局放量由203.98 pC降低到2.37 pC,雷电冲击试验峰值耐受电压由优化前的162 kV提升到215 kV,证明了提出的优化方案具备工程应用可行性,为大电流固封极柱结构设计及高压电器实际工程中气固复合绝缘电场的优化提供了有关参考。     

40．5kV真空断路器运行分析

近年来,40.5 kv断路器的故障率较高,如2005年国家电网公司系统40.5 kv断路器发生故障146台·次.故障率为0.304(台·次)/(100台·a),是所有电压等级断路器故障率上升最高、最快的,比2004年上升176.3%.其中早期常用型断路器,如户外ZW7、户内ZN12,故障率最高,故障类型又以绝缘故障为主.虽然近年来电力系统设备量增长较快,使故障率有所增长,但设备本身的质量问题也较多,不容忽视.仅就40.5kv电压等级的真空断路器运行中存在的问题进行分析,以便引起同行的关注.     

舰用中压真空断路器冲击动力学仿真与优化设计

运用三维软件UG和有限元分析软件Ansys Workbench对舰用中压真空断路器固封极柱建立冲击模型,采用瞬态动力学分析模块对模型进行仿真。在仿真的基础上,分别从固封极柱机械强度校核和形变两方面分析在垂直载荷作用下固封极柱的冲击响应,根据冲击试验中断路器固封极柱开裂的问题,对固封极柱结构进行优化设计,为项目设计提供参考。     

带内置CT的40．5kV级真空断路器结构优化设计

介绍了带内置电流互感器的高压真空断路器的结构。并针对实际应用中出现的一些问题提出了具体的设计方法和有效的改进措施。     

一种可用于12 kV高速真空断路器的侧动式机械缓冲装置

在12 kV高速真空断路器中,一般不增加合闸缓冲装置,直动式操动机构往往会造成较大程度合闸弹跳,降低使用寿命.在优化设计的基础上,研制了一种双稳态永磁机构侧动式12 kV高速真空断路器.该真空断路器合闸时间在15 ms以内,分闸时间在10ms以内,合闸弹跳时间短,分闸反弹幅值小,达到了预期的目的.     

10 kV户外真空断路器电场数值分析

采用有限元法对10kV户外真空断路器灭弧室内部电场进行计算分析,得出不同外绝缘情况下的电场分布情况。通过对真空灭弧室在不同外绝缘尺寸、厚度等条件下悬浮电位的计算及灭弧室内部电场进行的一系列仿真分析,为户外真空断路器的设计及外绝缘设计提供了理论基础。     

363kV多断口快速真空断路器电场仿真分析

针对真空开关在363 kV电压等级电网中的应用问题,提出了一种新型具有串并联结构的多断口快速真空断路器。根据单台断路器的实际设计尺寸建立了多重介质三维电场计算模型,采用有限元计算得到了整机的电场分布。对整机的均压环、绝缘子、灭弧室和均压电容的绝缘强度进行了分析。计算结果表明:在额定电压下,均压环表面电场最大值为1.23 kV/mm,绝缘子表面电场最大值为0.48 kV/mm,灭弧室内外、均压电容以及其他部件的表面电场均小于0.4 kV/mm。整机电场均处于控制范围内,计算结果可以为样机的优化和生产提供参考。     

40.5kV真空断路器灭弧室内的暂态电场计算

计算了40.5kV真空断路器开断空载变压器时由复燃和截流引起的暂态过电压.通过离散的傅里叶变换获得暂态过电压的三个主要频率分量,以此作为真空断路器的边界条件,首次对真空断路器灭弧室内的暂态电场采用有限元方法进行了计算.给出了灭弧室内的暂态电场分布,电场强度的最大值、发生时间及典型位置的电场强度随时间变化的曲线.讨论了暂态电场的一些特征,为真空断路器的绝缘设计提供参考.     

固封极柱用真空灭弧室

北京京东方真空电器有限责任公司研制出适合于固封极柱真空断路器的真空灭弧室产品。该种产品显著降低了接触电阻，在真空断路器通载正常电流时．产生较少的热量．从根源上解决了断路器的温升问题。     

固封极柱真空灭弧室瓷壳长度的优化设计

文中论述了固封极柱真空灭弧室瓷壳长度的优化设计方法。笔者通过仿真计算、优化设计方案、再进行仿真计算得出优化设计结论。并将优化设计结论应用在工程实际中加以检验,实践证明了方案的正确性。通过上述优化设计工作,减少了瓷壳长度,在保障产品性能的基础是有效地降低了真空灭弧室的成本。     

小型气候箱绝缘套管电场分析与结构优化设计

通过绝缘套管向小型气候箱内引入高电压进行考虑气候因素的高压放电试验时,若绝缘套管结构设计不合理,容易发生局部放电进而加速套管绝缘老化。为避免这一现象发生,在自制小型气候箱前,首先利用ANSYS软件对小型气候箱绝缘套管电场分布进行仿真分析。从分析结果发现,在安装板处套管电场强度较高,且分布极不均匀。对绝缘套管的结构及安装方式提出优化设计方案,明显改善了电场的分布状况,这一优化方案对于绝缘套管的生产及加工具有现实的指导意义。     

真空中典型沿面绝缘结构的电场分析

在高电压作用下,由复合绝缘介质构成的沿面绝缘结构的耐电强度远低于其绝缘材料自身的击穿场强,这一现象与其电场的分布特点密切相关。笔者针对真空中平行平板、平面和棒-板电极系统等多种典型沿面绝缘结构的电场分布进行了仿真计算,探讨了电极-介质结合处的间隙、圆台形绝缘子的圆锥角角度、平面电极的高度以及绝缘子介电常数等因素对电场分布的影响。仿真结果表明,接触间隙的存在导致局部电场的加强和电场方向的变化,间隙宽度越大、高度越小,间隙处电场畸变越大;圆锥角越大,绝缘子的介电常数越大,场强畸变也越大。该分析结果有利于真空中沿面绝缘结构的设计。     

40.5kV箱型气体绝缘开关设备穿墙套管电场分析及设计优化

采用Quickfield软件对40．5 kV C-GIS中的穿墙套管进行了电场分析并对其结构作了优化设计,使穿墙套管中的电场分布更为合理。     

72.5kV真空灭弧室电位和电场分布研究

为分析72.5 kV真空灭弧室的电位分布和电场分布及其影响因素,建立了其轴对称有限元分析模型,计算了其电位分布和电场分布,研究了真空击穿的面积效应,并分析了主屏蔽罩的结构尺寸及多个屏蔽罩对真空灭弧室内部电场分布的影响。结果表明:真空灭弧室动静触头之间、触头和屏蔽罩之间的电位变化比较显著,灭弧室内部电场分布不均匀;随着触头间隙距离、触头半径及倒角部分曲率半径的增大,触头表面有效面积将增大,而灭弧室内部最大场强将有所减小;增大主屏蔽罩的半径和长度,可以使屏蔽罩两端的场强有所减小,在真空灭弧室内安装多个屏蔽罩,可以改善内部电场分布。计算结果可为高电压等级真空灭弧室的优化设计提供参考。     

110kV电流互感器电场分析与绝缘结构改进

根据110 kV电流互感器一次绕组为发卡形的设计结构,建立了基于Infolytica的三维电场仿真模型,对110 kV发卡形电流互感器的电位分布、电场强度以及绝缘结构进行了仿真计算、分析和研究,并根据研究结果改进了发卡形电流互感器的绝缘结构。     

长期运行的330kV断路器灭弧室全场域电场计算分析

运用有限元计算方法,以长期运行的一相330kV断路器零部件实测尺寸为依据建立模型进行静态电场仿真计算,并与依据标准图纸尺寸建模的静态电场仿真结果进行对比分析。通过对比计算结果,讨论了灭弧室参数对电场分布以及开断产生的影响。结果表明．LW13—363型断路器在长期运行后其灭弧室零部件尺寸的变化会引起灭弧室电场的变化,造成断路器断口承受恢复电压能力下降、开断性能下降和短路开断时主触头闪络的可能性增大。     

252 kV真空灭弧室纵磁触头磁场分析及优化

真空灭弧室的触头对真空断路器短路电流开断能力和额定电流导通能力有重要的影响。该文采用三维有限元方法对用于252 kV真空灭弧室的单匝线圈纵磁触头的磁场特性进行了单因素分析和正交回归分析,包括电流峰值时纵向磁感应强度、电流过零时纵向磁感应强度和导体电阻值,得到了磁场特性和触头设计参数之间的回归方程,并且找出了影响磁场特性的显著因素。理想的纵向磁场特性应当是电流峰值时纵向磁感应强度强,电流过零时纵向磁感应强度弱,以及导体电阻值小。将基于实验设计的优化、有限元分析和统计分析结合在一起,可以达到这种理想的纵向磁场特性。采用这种方法,得到了一种252 kV纵向磁场触头的优化设计参数。     

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...