柔性石墨接地体与金属接地体的耐腐蚀性对比

传统金属接地体受到土壤的电化学腐蚀严重,为此,选择一种新型接地材料——柔性石墨接地体,与钢、铜等常用金属接地体的耐腐蚀性进行对比。根据5种常见土壤的腐蚀特性,采用室内腐蚀模拟试验,通过制备土壤模拟液和细砂模拟我国几种典型土质,对几种接地材料的腐蚀特性进行了研究。同时,针对接地材料腐蚀对接地电阻的影响,分别对相同长度及直径的铜、钢和石墨复合接地体3种接地材料腐蚀前后的接地电阻进行了对比测试。研究表明:石墨复合接地材料不受土壤条件的限制,其防腐蚀特性优于现行的钢、铜等金属接地材料;石墨复合接地材料腐蚀前后,其接地电阻基本无变化。     

油-纸绝缘内部空间电荷的运动规律

针对换流变压器油–纸绝缘内部合成电场的计算,目前尚无有效的方法考虑空间电荷对合成电场的附加影响,致使内绝缘设计误差较大。为此对现有的上流有限元法进行改进,添加时间步长,基于迭代思想,提出瞬态上流元法,在考虑空间电荷运动的情况下,计算油–纸绝缘内部合成电场。单层油纸绝缘实验结果与仿真结果的对比验证了该方法的正确性。研究了不同电场强度下,油–纸绝缘介质内部空间电荷的运动规律和合成电场的畸变情况,并利用该方法进一步研究了双层油–纸绝缘系统内部空间电荷的分布规律。研究结果表明:瞬态上流元法具有较高的精确度;在载流子迁移率一定的情况下,初始电场强度越大,电荷运动到动态稳定所需时间越短,且内部合成电场畸变率越大;双层油–纸交界面对空间电荷具有阻碍效应,可通过设置适当的界面势垒模拟这一特性。该方法的提出为提高特高压直流设备的内绝缘优化设计水平提供了理论与技术支撑。     

电晕条件下绝缘伞裙电荷不均匀积聚现象的研究

为研究绝缘伞裙表面电荷分布不均匀的影响因素,对绝缘伞裙试品开展电晕电荷积聚实验,测量试品材料表面电位分布,计算绝缘伞裙表面电荷密度。结果表明:复合硅橡胶绝缘伞裙表面电荷饱和时的电荷密度峰值为-12μC/m~2;空气流动会对电荷积聚产生一定的影响,电荷密度分布不变但电荷密度峰值减小了14%;球电极偏置对电荷密度分布影响很大,电荷密度峰值出现在电极偏置的区域;绝缘伞裙表面的突起毛刺对电荷的积聚几乎没有影响;球电极表面毛刺和凹坑通过影响电极的电晕状况,对绝缘伞裙表面电荷的分布有较大影响。     

极性反转条件下弯曲油纸绝缘结构电场特性研究

本文中作者采用瞬态上流有限元法计算绝缘中的空间电荷分布,将该方法应用于变压器中常见的弯曲结构,得到了极性反转电压下的电荷运动和电场分布特性,并研究了不同反转时间对极性反转特性的影响。     

油纸绝缘内部合成电场数值模拟方法

油纸绝缘作为换流变压器的主绝缘介质,其内部电场的分布受外加电压以及空间电荷的影响,而传统的数值方法无法准确计算空间电荷的影响。提出一种基于电极肖特基发射理论和瞬态上流元法(TUFEM)求解载流子输运方程的方法,计算了考虑注入势垒、载流子迁移率、陷阱捕获系数以及载流子复合系数等参数影响下的单层油纸绝缘介质内部空间电荷运动分布特性。与试验结果对比表明瞬态上流元法的有效性。研究典型油纸绝缘介质结构内部合成电场强度畸变程度随温度梯度变化的特性。同时,计算得到极性反转电压下不同时刻的电荷运动和电场分布规律。该方法可推广在(特)高压直流换流变压器内绝缘电场计算和优化设计。     

采用瞬态上流元法的油纸绝缘瞬态电场研究

作为换流变压器的主要绝缘材料,油纸复合材料的绝缘特性受内部空间电荷的影响. 在极性反转电压下,介质内部积聚电荷产生附加场强,可能使局部电场明显增强,从而更易引起绝缘击穿. 基于瞬态上流有限元数值方法,引入界面势垒模型,计算极性反转条件下单层油浸纸、油浸纸-油双层绝缘结构内部空间电荷的运动特性以及瞬态电场随时间的变化规律,并与试验得到的规律进行对比验证. 仿真结果表明：在直流电压下,介质内部积聚的电荷无法快速消散,将对反转瞬间的电场产生叠加作用,引起电极附近场强最大程度畸变. 双层介质的界面阻碍效应产生的界面积聚电荷,导致在极性反转瞬间油中电场瞬时增大. 研究结果可为换流变压器油纸绝缘特性和击穿场强研究提供参考.