表面电荷与金属微粒对盆式绝缘子沿面特性影响研究
发布时间：2021-09-05 07:02
在直流GIL中,盆式绝缘子起着机械支撑和电气绝缘的作用。运行过程中,由于电场力作用,GIL中游离电荷将在盆式绝缘子表面积聚,从而降低盆式绝缘子沿面绝缘水平;同样,GIL中金属微粒的存在将影响盆式绝缘子沿面绝缘能力。因此,开展直流GIL中盆式绝缘子表面电荷与金属微粒对盆式绝缘子沿面绝缘特性影响研究具有学术意义和实用价值,主要开展以下研究:（1）以实际运行的直流GIL中252k V盆式绝缘子为背景,建立了表面电荷积聚数学模型,分析了绝缘子表面电荷积聚的微观机理,针对有利于收敛的人工扩散项展开讨论,并确定了人工扩散系数,在20、50、100、200kV情况下分别选择0.05mm、0.002mm、0.001mm、0.0005mm作为人工扩散系数的网格计算参数。（2）计算了20、50、100、200k V直流电压作用下,GIL内部SF6气压为0.1～0.7MPa时,四种模型结构的盆式绝缘子表面电荷积聚情况,选定了本文的仿真模型并分析了电压、气压、模型结构因素对盆式绝缘子表面电荷及其电场影响。仿真结果表明,随着电压增长,在绝缘子附近的正离子和负离子越来越少,但电荷密度逐渐增长...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盆式绝缘子附近网格
沈阳工业大学硕士学位论文30盆式绝缘子试品最大外径为440mm，高120mm。绝缘子实际运行时，在绝缘子的凸面和凹面均设计了连接件均压结构，优化高压嵌件、绝缘气体、绝缘子结合位置电场分布情况并用于连接GIL母线。因此在试验过程中设计筒状屏蔽用于凹面，并与导电杆连接，在凸面设计球面的最大外径为144mm的空心球形均压结构进行屏蔽。4.1.2实验腔体设计本次实验的腔体（见图4.2）由管道隔离而成，由3个盆式绝缘子将整个管道隔离成3个腔室。绝缘子凸面实验在最左侧的腔室I中进行，绝缘子凹面实验在中间气室II中进行。在进行绝缘子凸面实验时，在绝缘子端部设置球状屏蔽改善绝缘子端部电场，绝缘子凹面采用圆形连接件连接高压电极并改善端部电常试品绝缘子为实际运行中252kV盆式绝缘子，腔体中间使用252kV盆式绝缘子作为气隔绝缘子，最右侧采用带气孔的420kV盆式绝缘子进行隔断，因为420kV盆式绝缘子比252kV盆式绝缘子闪络电压更高，因此采用420kV盆式绝缘子可以有效的避免绝缘子闪络时在420kV盆式绝缘子表面，增加了实验数据的稳定性。最右侧腔体III上部连接SF6复合绝缘套管，以此链接高压进线。整体的实验装置呈现“L”形，总高约11m，长约4m。为了能够方便观察绝缘子沿面闪络情况，查看闪络痕迹，确定闪络位置，实验腔体I、II均设置观察窗。在实验过程中，进行绝缘子凸面实验时，将实验腔体II中充入0.5MPa的气体，以确绝缘子闪络发生在绝缘子凸面处，相反进行绝缘子凹面实验时，将实验腔体I中充入0.5MPa的气体，以确绝缘子闪络发生在绝缘子凹面处，实验后只需更换实验腔体中的气体，极大的减少了实验气体的使用。图4.2绝缘子闪络实验腔体Fig.4.2Cavityforflashoverexperimentsofinsulators4.1.3实验回路搭建由高压直流电源、电阻分压器
第4章金属微粒对盆式绝缘子沿面绝缘特性影响分析31闪络后电压由示波器采集而得，直流发生器输出电压由电阻分压器测量。闪络实验封闭气室由实际420kVGIS间隔改造而成；高压直流电压由硅橡胶套管引入气室内施加在绝缘子上，绝缘子凸面使用毛囊屏蔽改善端部电常高压套管试品绝缘子球形屏蔽视窗图4.3绝缘子闪络实验腔体Fig.4.3Cavityforflashoverexperimentsofinsulators图4.4盆式绝缘子沿面闪络实验平台Fig.4.4Flashovervoltagemeasurementplatform4.1.4实验方法设计本文通过人为粘贴金属微粒至绝缘子表面的方法，对金属微粒附着时绝缘子表面沿面闪络特性影响进行研究。文献[49]中通过分析不同形状的金属微粒在GIS中，金属微粒对GIS绝缘特性的影响分析，研究发现金属微粒可归类为三种形状：碟形、线形和其他不规则形状，但是线形金属微粒对绝缘强度影响最大。目前研究金属微粒对绝缘子沿面特性影响多集中于球形和线性金属微粒，球状金属微粒多用于研究金属微粒运动等特性，线性微
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流GIL用非线性电导环氧绝缘子电场仿真[J]. 李进,张程,杜伯学,梁虎成,傅明利,侯帅. 高电压技术. 2019(04)
[2]材料电导率对盆式绝缘子沿面电场与电荷分布的影响[J]. 杜乾栋,张乔根,赵军平,吴治诚,王婵琼. 高电压技术. 2018(12)
[3]直流GIL中固-气界面电荷特性研究综述Ⅱ:电荷调控及抑制策略[J]. 张博雅,张贵新. 电工技术学报. 2018(22)
[4]环氧树脂非线性电导复合材料表面电荷与沿面闪络特性研究[J]. 李昂,张苗苗. 绝缘材料. 2018(06)
[5]特高压GIS盆式绝缘子沿面闪络特性研究综述[J]. 孙秋芹,罗宸江,汪沨,陈赦,陈杰,周志成,王丽峰. 高压电器. 2018(05)
[6]GIS盆式绝缘子典型缺陷的电场仿真[J]. 常文治,毕建刚,刘姝嫔,袁帅,周宏扬,杜非,马国明. 高压电器. 2018(05)
[7]直流电压下SF6中自由线形导电微粒运动特性[J]. 张乔根,游浩洋,马径坦,秦逸帆,文韬,郭璨. 高电压技术. 2018(03)
[8]直流电场下运动金属微粒的带电估算与碰撞分析[J]. 孙继星,陈维江,李志兵,颜湘莲,杨鹏伟,刘浩. 高电压技术. 2018(03)
[9]不同类型自由金属微粒对SF6绝缘特性的影响[J]. 肖淞,张晓星,周倩,唐炬,戴琦伟,李祎. 中国电机工程学报. 2018(05)
[10]110kV盆式绝缘子法兰金属缺陷局部放电研究[J]. 高锵源,张建宏,郑雪钦,石文广. 高压电器. 2018(01)
硕士论文
[1]直流GIL中金属微粒对绝缘子表面电荷积聚的作用机制研究[D]. 李伯涛.华北电力大学(北京) 2016
[2]盆式绝缘子暂态电场仿真及其对沿面闪络影响分析[D]. 王彩云.沈阳工业大学 2015
本文编号：3384881
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盆式绝缘子附近网格
沈阳工业大学硕士学位论文30盆式绝缘子试品最大外径为440mm，高120mm。绝缘子实际运行时，在绝缘子的凸面和凹面均设计了连接件均压结构，优化高压嵌件、绝缘气体、绝缘子结合位置电场分布情况并用于连接GIL母线。因此在试验过程中设计筒状屏蔽用于凹面，并与导电杆连接，在凸面设计球面的最大外径为144mm的空心球形均压结构进行屏蔽。4.1.2实验腔体设计本次实验的腔体（见图4.2）由管道隔离而成，由3个盆式绝缘子将整个管道隔离成3个腔室。绝缘子凸面实验在最左侧的腔室I中进行，绝缘子凹面实验在中间气室II中进行。在进行绝缘子凸面实验时，在绝缘子端部设置球状屏蔽改善绝缘子端部电场，绝缘子凹面采用圆形连接件连接高压电极并改善端部电常试品绝缘子为实际运行中252kV盆式绝缘子，腔体中间使用252kV盆式绝缘子作为气隔绝缘子，最右侧采用带气孔的420kV盆式绝缘子进行隔断，因为420kV盆式绝缘子比252kV盆式绝缘子闪络电压更高，因此采用420kV盆式绝缘子可以有效的避免绝缘子闪络时在420kV盆式绝缘子表面，增加了实验数据的稳定性。最右侧腔体III上部连接SF6复合绝缘套管，以此链接高压进线。整体的实验装置呈现“L”形，总高约11m，长约4m。为了能够方便观察绝缘子沿面闪络情况，查看闪络痕迹，确定闪络位置，实验腔体I、II均设置观察窗。在实验过程中，进行绝缘子凸面实验时，将实验腔体II中充入0.5MPa的气体，以确绝缘子闪络发生在绝缘子凸面处，相反进行绝缘子凹面实验时，将实验腔体I中充入0.5MPa的气体，以确绝缘子闪络发生在绝缘子凹面处，实验后只需更换实验腔体中的气体，极大的减少了实验气体的使用。图4.2绝缘子闪络实验腔体Fig.4.2Cavityforflashoverexperimentsofinsulators4.1.3实验回路搭建由高压直流电源、电阻分压器
第4章金属微粒对盆式绝缘子沿面绝缘特性影响分析31闪络后电压由示波器采集而得，直流发生器输出电压由电阻分压器测量。闪络实验封闭气室由实际420kVGIS间隔改造而成；高压直流电压由硅橡胶套管引入气室内施加在绝缘子上，绝缘子凸面使用毛囊屏蔽改善端部电常高压套管试品绝缘子球形屏蔽视窗图4.3绝缘子闪络实验腔体Fig.4.3Cavityforflashoverexperimentsofinsulators图4.4盆式绝缘子沿面闪络实验平台Fig.4.4Flashovervoltagemeasurementplatform4.1.4实验方法设计本文通过人为粘贴金属微粒至绝缘子表面的方法，对金属微粒附着时绝缘子表面沿面闪络特性影响进行研究。文献[49]中通过分析不同形状的金属微粒在GIS中，金属微粒对GIS绝缘特性的影响分析，研究发现金属微粒可归类为三种形状：碟形、线形和其他不规则形状，但是线形金属微粒对绝缘强度影响最大。目前研究金属微粒对绝缘子沿面特性影响多集中于球形和线性金属微粒，球状金属微粒多用于研究金属微粒运动等特性，线性微
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流GIL用非线性电导环氧绝缘子电场仿真[J]. 李进,张程,杜伯学,梁虎成,傅明利,侯帅. 高电压技术. 2019(04)
[2]材料电导率对盆式绝缘子沿面电场与电荷分布的影响[J]. 杜乾栋,张乔根,赵军平,吴治诚,王婵琼. 高电压技术. 2018(12)
[3]直流GIL中固-气界面电荷特性研究综述Ⅱ:电荷调控及抑制策略[J]. 张博雅,张贵新. 电工技术学报. 2018(22)
[4]环氧树脂非线性电导复合材料表面电荷与沿面闪络特性研究[J]. 李昂,张苗苗. 绝缘材料. 2018(06)
[5]特高压GIS盆式绝缘子沿面闪络特性研究综述[J]. 孙秋芹,罗宸江,汪沨,陈赦,陈杰,周志成,王丽峰. 高压电器. 2018(05)
[6]GIS盆式绝缘子典型缺陷的电场仿真[J]. 常文治,毕建刚,刘姝嫔,袁帅,周宏扬,杜非,马国明. 高压电器. 2018(05)
[7]直流电压下SF6中自由线形导电微粒运动特性[J]. 张乔根,游浩洋,马径坦,秦逸帆,文韬,郭璨. 高电压技术. 2018(03)
[8]直流电场下运动金属微粒的带电估算与碰撞分析[J]. 孙继星,陈维江,李志兵,颜湘莲,杨鹏伟,刘浩. 高电压技术. 2018(03)
[9]不同类型自由金属微粒对SF6绝缘特性的影响[J]. 肖淞,张晓星,周倩,唐炬,戴琦伟,李祎. 中国电机工程学报. 2018(05)
[10]110kV盆式绝缘子法兰金属缺陷局部放电研究[J]. 高锵源,张建宏,郑雪钦,石文广. 高压电器. 2018(01)
硕士论文
[1]直流GIL中金属微粒对绝缘子表面电荷积聚的作用机制研究[D]. 李伯涛.华北电力大学(北京) 2016
[2]盆式绝缘子暂态电场仿真及其对沿面闪络影响分析[D]. 王彩云.沈阳工业大学 2015
本文编号：3384881
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3384881.html
