GIS盆式绝缘子内部缺陷应力和电场仿真及其检测方法研究

发布时间：2019-10-03 21:19

【摘要】：气体绝缘金属全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS),因其体积小、不受外界环境影响、检修周期长以及安装运输方便等特点,在现代电力系统中应用越来越广泛,尤其是在土地资源较紧张的城市中心。然而随着电力系统中GIS数量的增多,与其相关的电气故障也明显增多,且越来越受到电力部门的关注。其中绝缘故障占很大比例,引起绝缘故障的原因复杂多样,诸如设计不合理、制造过程的残留物、安装错误或安装引起的刮痕、运行过程中的外力破坏都可能引起GIS设备内部场强发生畸变并致使绝缘性能劣化,甚至最终导致设备故障。盆式绝缘子作为GIS的核心部件,其质量决定了GIS的总体质量,目前有许多GIS故障是由盆式绝缘子故障引起的,因此做好对盆式绝缘子的缺陷分析与检测有助于保障GIS安全可靠的运行。本文以252kV GIS盆式绝缘子为研究对象,借助于有限元分析方法,把用常规方法难以获取的绝缘子应力和电场分布计算了出来。仿真计算了完好盆式绝缘子以及内部存在不同形状或不同尺寸的气隙缺陷时盆式绝缘子的应力及电场分布,并将两种情况加以对比分析为绝缘子内部气隙缺陷的检测提供一定的理论参考。且本文以绝缘子电场变化规律为依据设计并制作了内部存在气泡、裂缝缺陷的绝缘子实验模型来进行局部放电特高频检测法的实验研究。通过对不同实验模型下获取的数据进行处理得到相应的N-φ柱状图、q-φ柱状图、N-q柱状图等,并将结果加以对比分析,得出绝缘内部不同气隙缺陷下的放电规律,为盆式绝缘子内部缺陷在线检测提供一定的参考。
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文1.2 国内外研究现状1.2.1 GIS 主要缺陷类型大量相关资料及现场统计数据表明，目前 GIS 绝缘故障按产生原因可大致分为两类[10]：（1）过电压；（2）绝缘缺陷。其中绝缘缺陷是导致绝缘故障的主要原因，绝缘缺陷又可进一步分为 SF6中绝缘缺陷及绝缘子本身缺陷。具体缺陷类型如下图 1-1 所示。

华北电力大学硕士学位论文现在国内外研究较多的绝缘气隙实际放电模型有三电容模型，经典的三模型及等效电路如图 1-2 所示[18]，图 1-2（b）中cR 、bR 、cC 、bC 分别及与气隙串联部分的等效电阻和电容，aR 、aC 表示其他部分电介质的与电容。然而经典的三电容模型不能很好地反应放电前后气隙电阻的变此，2000 年新加坡学者 A.C.Liew 等学者提出了图 1-3 所示的电容模型[1同图 1-2 中aC ，b1C -b2C 同图 1-2（b）中bC ，1C -9C 同图 1-2（b）中cC制与1C -9C 并联的开关可以模拟气隙不同部位的局部放电过程但其仿真描述电容充放电过程，，而不能较好反应绝缘介质内部气隙局部放电的真国内相关学者在考虑了气隙沿面绝缘电阻受放电影响而半导电化的情了图 1-4 示的局部放电仿真模型，aR 、bR 分别等效于气隙沿面绝缘电绝缘电阻。相比于传统的三电容模型，该模型的突出特点在于考虑了气经典三电容模型中cC 影响，更能真实地反应局放过程[20]。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM216

【参考文献】

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本文编号：2545595