基于多层模型的GIS盆式绝缘子温度分布仿真

发布时间：2021-09-11 19:15

　　GIS盆式绝缘子两侧存在与母线连接的电接触点,其接触电阻在GIS运行过程中可能会因接触不良而增大,从而产生异常发热,甚至引起故障。为探究盆式绝缘子在实际运行中的温度分布规律,文中利用110 kV GIS盆式绝缘子搭建了真型试验平台,依据该平台的参数建立了等比例的盆式绝缘子多层仿真模型,并通过注入等效热源的方式模拟通流导体、SF6气体以及GIS外壳对盆式绝缘子的热传递过程,替代了对流及辐射传热计算,使单次计算时间从几小时缩短至几分钟,在保证结果准确性的前提下有效提升了仿真计算速度。利用试验平台进行了800、1 200、1 600 A负荷电流的温升试验,通过红外仪及热电偶测量了盆式绝缘子表面的温度分布,验证了该仿真模型的有效性,并总结出不同负荷电流下仿真参数的设置规律。最后通过与单层模型仿真结果的对比分析表明多层模型的优化结果更加符合试验数据的温度变化规律。 

【文章来源】：高压电器. 2020,56(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

1 200 A负荷电流下盆式绝缘子沿径向温度分布

图6 1 200 A负荷电流下盆式绝缘子沿径向温度分布3种负荷电流下的温度曲线均在中间段出现一小段凹陷，这是由于盆式绝缘子上该位置处存在一圈凸起的棱，从而影响其在红外图像上反映出的温度。

依据1 200 A负荷电流下的盆式绝缘子温度分布数据，对仿真模型中各部分热源进行了设置和调整，最终得到了与试验一致的仿真结果。多层模型的温度场仿真结果见图8。设置的通流导体等效热源功率为1.5 W,SF6等效热源由内至外分别为4.2、4.5、6.8 W，外壳等效热源为3 W。将仿真数据与1 200 A负荷电流下的试验数据进行对比，见图9。仿真数据沿图8中黑实线所示径向读取。该仿真结果除最高温度与试验数据略有差别外，在温度变化曲线上基本与试验数据一致，这证实了多层建模方法的有效性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]表面异物对252kV气体绝缘组合电器盆式绝缘子绝缘性能的影响[J]. 庄丞,曾建斌,袁传镇.  电工技术学报. 2019(20)
[2]盆式绝缘子温度场仿真分析[J]. 阮智玮,阚超豪,王垒.  电气工程学报. 2019(03)
[3]220 kV GIS故障原因分析与处理[J]. 毛金福.  电工技术. 2019(17)
[4]500 kV GIS盆式绝缘子故障原因分析与处理[J]. 葛志成,董冠良,林琛,司昌健,董洪达,张赛鹏,陈捷元.  吉林电力. 2019(04)
[5]基于有限元分析的单相GIS母线电磁热流耦合场仿真[J]. 陈世萍,丛浩熹.  信息通信. 2019(07)
[6]特高压1100 kV GIS盆式绝缘子中心导体与绝缘盆体之间界面应力形成和作用过程讨论[J]. 王闯,贾静,赵朗,卜越,贾嵘,彭宗仁.  西安理工大学学报. 2019(02)
[7]GIS温度场分布特性及影响因素的有限元仿真研究[J]. 马波,吴旭涛,李秀广,倪辉,孙善源,庞培川,李军浩.  绝缘材料. 2019(03)
[8]基于特高频时频分析的GIS盆式绝缘子缺陷分析[J]. 廖新征,王红梅,丁登伟,周电波,张旭波,何宇峰.  高压电器. 2019(01)
[9]高压交流盆式绝缘子电热场模拟与绝缘事故分析[J]. 张施令,张丝钰,王浩然,彭宗仁.  高电压技术. 2018(11)
[10]GIS整间隔温升仿真及典型通流结构优化技术研究[J]. 郭煜敬,张博,王之军,姚永其.  中国电机工程学报. 2018(S1)

硕士论文
[1]盆式绝缘子表面绝缘特性的影响因素研究[D]. 郭伟林.合肥工业大学 2019
[2]计及温度的GIS盆式绝缘子气隙缺陷特性的研究[D]. 李意.中国矿业大学 2018
[3]GIS安全技术的研究[D]. 宋国海.浙江大学 2011
[4]GIS设备的发展和应用研究[D]. 陈飞.浙江大学 2007



本文编号：3393565