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户外绝缘子污秽不均匀分布下电场有限元分析
作 者: 苏蔚
导 师: 徐建源
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 绝缘子 准静态谐波分析 干燥带 电场分布
分类号: TM216
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
近年来随着我国输电线路电压等级的提高,户外运行的线路绝缘子的污闪事故日益严重,针对污闪的研究特别是污闪机理的相关研究对污闪的防治工作具有重要意义。绝缘子表面形成电弧是污闪发生的前提条件,而电弧产生和发展的关键在于绝缘子表面形成干燥带后,干燥带上承担较大的电压并且导致绝缘子表面局部场强剧增。因此,有必要对形成干燥带后绝缘子的沿面电场和电位分布进行研究。本文采用准静态谐分析方法对绝缘子湿污秽层形成干燥带后的电场进行分析。文中首先分析了污秽均匀分布情况下,绝缘子表面电场、电位、电流密度的分布状况。并且根据不同等值盐密值下电流密度的分布计算得到绝缘子表面泄露电流值,与人工污秽试验获得的等值盐密与泄露电流的关系进行比较,验证了电场计算模型的可靠性。在此基础上分析了单片绝缘子上形成干燥带后对绝缘子电场分布的影响,其中包括干燥带位置、宽度、数目对绝缘子沿面电场分布的影响。由分析可知,在靠近两电极侧的瓷件表面形成干燥带对绝缘子的电场影响较大,其中绝缘子下表面靠近高压电极侧形成干燥带对绝缘子电场分布的影响最大,并且随着干燥带宽度的增加和干燥带数目的增多,绝缘子表面的最大场强值减小。相同形状的玻璃绝缘子和电瓷绝缘子在表面形成干燥带后,玻璃绝缘子的最大场强更大一些。在获得干燥带对单片绝缘子电场分布影响的基础上,计及悬浮导体的存在,以500kV线路中25片XP-160型绝缘子形成的绝缘子串为例,分析干燥带对绝缘子串电场分布的影响。由仿真结果可知,不同绝缘子上形成干燥带后对绝缘子串电场分布的影响不同,其中中间位置的绝缘子上形成干燥带比靠近两电极的绝缘子上形成干燥带对绝缘子串电场分布影响小;同一片绝缘子上形成不同位置的干燥带时,位于下表面靠近钢脚侧出现干燥带对绝缘子串电场分布的影响最大;绝缘子串上出现多条干燥带时,干燥带位于同一绝缘子上的最大场强比干燥带位于不同绝缘子上的最大场强大。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-16 1.1 研究背景和意义 10-11 1.2 污秽绝缘子电场研究现状 11-15 1.2.1 电场计算方法的研究现状 11-14 1.2.2 绝缘子电场分布的研究现状 14-15 1.3 本文主要研究内容 15-16 第二章 户外绝缘子污秽情况下电场数值计算 16-29 2.1 悬式绝缘子的结构 16-17 2.2 有限元算法求解准静态电场原理 17-19 2.3 湿污秽对绝缘子表面电场分布的影响 19-29 2.3.1 模型的建立 19-23 2.3.2 计算结果与分析 23-26 2.3.3 电场计算模型的验证 26-29 第三章 单片绝缘子污秽不均匀下电场计算 29-37 3.1 干燥带位置对电场分布的影响 29-32 3.2 干燥带宽度对电场分布的影响 32-34 3.3 干燥带数目对电场分布的影响 34-36 3.4 不同材质绝缘子表面形成干燥带后电场分析 36-37 第四章 线路绝缘子串污秽不均匀分布下电场计算 37-52 4.1 绝缘子串的结构和电气特性 37-39 4.2 污秽绝缘子串电场计算模型的建立及计算结果分析 39-42 4.2.1 模型的简化 39-40 4.2.2 污秽均匀分布情况下绝缘子串电场计算结果 40-42 4.3 干燥带位置对绝缘子串电场分布的影响 42-46 4.3.1 干燥带位于不同绝缘子上的电场计算 42-45 4.3.2 干燥带位于同一绝缘子不同位置的电场计算 45-46 4.4 多条干燥带对绝缘子串电场分布的影响 46-52 4.4.1 多条干燥带分别位于不同绝缘子上的电场计算 46-48 4.4.2 多条干燥带位于同一绝缘子上的电场计算 48-52 第五章 结论 52-53 参考文献 53-56 在学研究成果 56-57 致谢 57
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 绝缘材料、电介质及其制品 > 绝缘子和套管
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