新型避雷器对110 kV线路复合绝缘子电场分布的影响

为了研究在110 kV架空输电线路中安装新型避雷器对复合绝缘子电场分布的影响,根据110 kV架空输电线路中杆塔、新型避雷器、复合绝缘子、均压环及金具的实际结构,采用时谐电场三维有限元计算方法,建模计算了安装新型避雷器前后复合绝缘子串的电场强度。通过分析对比安装新型避雷器前后复合绝缘子以及均压环表面的电位和电场分布特性可知,安装新型避雷器增加了复合绝缘子表面电位及电场分布的均匀性,提高了均压效果,影响是良性的。     

气体绝缘363 kV快速真空断路器电场分析

具有快速开断能力的真空断路器能够在极短时间内开断短路电流,有利于减小短路电流对电网设备的冲击,但目前单断口的真空断路器难以直接应用于高电压等级电网。提出了一种全新的SF6气体绝缘的363kV真空断路器,采用40.5kV真空灭弧室的串并联结构,采用基于涡流驱动原理的操动机构实现短路电流的快速开断。对于高电压等级真空断路器,需要重点研究断路器内部的电场分布问题。基于总体设计结构的对称性对断路器单个单元和端部单元进行了简化,然后建立了对应的断路器三维多重介质有限元计算模型,分析了导电杆、灭弧室、接线端子等关键部件的电场强度。计算结果表明:电场严重集中于上下接线端子、转接法兰的圆角处。雷电冲击电压下,接线端子圆角和转接法兰圆角最大值分别为28.5kV/mm和22.9kV/mm,导电杆的表面最大电场为13.4kV/mm,真空灭弧室内外及其他部件均处于控制范围内。对接线端子的圆角半径进行了优化设计,确定其圆角半径为12mm,为样机的生产提供了参考。     

罐式SF_6高压断路器灭弧室电场分布的有限元分析

用有限元法对日本日立公司的ＯＦＰＴＢ－５５０型罐式断路器灭弧室内的电场分布进行数值计算,分析计算了灭弧室内动、静触头在分合过程中不同位置的静态电场,找到了最大场强的位置,得到了不同开距状态下灭弧室内的电场分布和沿触头表面的电场强度分布的情况,对断路器灭弧室内的绝缘强度进行了评估．     

高压电容式套管电容芯子极板电场分布的研究

应用有限元法计算分析了高压引线、变压器升高座直径、涂层、极板位置、个数、厚度等因素对套管电场分布的作用.得出极板和均压球表面的电场分布规律以及在套管电场分布的计算中不可忽略的几个因素,为电场的准确计算以及套管的优化设计提供理论参考.     

罐式SF6高压断路器灭弧室电场分布的有限元分析

用有限元法对日本日立公司的ＯＦＰＴＢ－５５０型罐式断路器灭弧室内的电场分布的进行数值计算,分析计算了灭弧室内动,静触头在分合过程中不同位置的静态电场,找到了最大场强的位置,得到了不同开距状态下灭弧室内的电场分布和沿触头表面的电场强度分布的情况,对断路器灭弧室内的绝缘强度进行了评估。     

关于750kV输电线路复合绝缘子用对接式均压环的研制

本文分析了750kV输电线路用封闭式结构均压环不足之处,设计新型对接式均压环,通过电场计算、电气试验、安装成本核算和目前的使用情况,得出该新型对接式均压环可在后续750kV输电线路推广应用的结论。     

利用H_α谱线Stark加宽研究闪电放电通道的电场和电流

依据等离子体电场强度的诊断方法,得到了Hα线Stark加宽与闪电放电等离子体电场强度的关系;同时利用Borovsky定理对放电通道电场分布的分析及广义欧姆定律,得出了闪电放电通道表面径向电场与通道内垂直电场及电流强度的关系,并分析了青海地区用无狭缝高速光栅摄谱仪获得的一次云对地闪电回击过程中光谱Hα线的Stark加宽,对通道不同位置的电场和电流进行了定量计算,得到了该放电通道表面附近径向方向电场为5.49×104~6.84×104 kV·m-1,通道中电场垂直分量为3.29~4.10kV·m-1,电流强度为28.98~36.04kA.结果表明,通道表面附近的径向电场远大于通道垂直电场,且随着通道位置的升高,电流及沿通道垂直方向的电场强度均减小.     

板式电收尘器电场分布

本文通过计算,获得了板式收尘器电场分布特性曲线,取得与实验相符的结果,研究了电场分布与极距之间的关系。板式收尘器电场分布曲线存在最小值其位置距电晕线约4.5cm。而且基本不随极距变化。;收尘极板附近电场强度随极距加宽而距增大,最后渐渐达到均匀值(10kV/m);空间各点电场强度的算术平均值随着极距的加宽而增大,从而可清楚的解释极距加宽可提高有效收尘效率的实验结果。     

特高压交流套管尾部均压球结构优化研究

针对套管尾部均压球表面电场分布不均匀、容易发生电晕及绝缘介质击穿的问题,应用三维有限元法,对特高压交流套管的电位电场分布进行了仿真计算,得出套管尾部均压球表面的电场分布不均匀,上、下段弧面的场强较高,中间区域的场强较低.分析了均压球的结构参数对其表面电场分布的影响,并以此确定了均压球结构优化的目标函数.在此基础上,利用神经网络拟合了均压球结构参数与优化目标之间的关系,得到了均压球结构参数的最优解.通过对特高压交流变压器套管尾部均压球结构优化,均压球表面最大电场强度降低了20%,均压球表面电场分布更加均匀,提高了套管尾部闪络电压,且结构简单、易于生产.     

基于ANSYS的灭弧室电场计算与分析

首先建立精确的断路器灭弧室的CAD模型,采用ANSYS有限元分析软件对灭弧室的电场进行计算,来分析模型的绝缘性能,并根据计算结果对灭弧室结构进行修改和优化,进而得到最优的电场分布。这种电场优化计算的方法可以为以后断路器灭弧室的优化设计提供参考依据。     

冷缩式电缆中间接头附件参数的有限元法优化

为了研究冷缩式电缆中间接头的电场分布并对其结构参数进行优化,首先,建立电缆中间接头的有限元仿真模型;然后,利用该模型对中间接头的结构参数配合进行分析;最后,根据分析结果制作一个10 kV冷缩式电缆中间接头,并对该样本开展局部放电和耐压试验.仿真与试验结果表明:通过合理优化应力锥和屏蔽管的结构参数,当应力锥的轴向长度、端部曲率半径及厚度分别为65,25和2.5 mm,屏蔽管长度和端口形状的分别为170 mm和90°,应力锥与屏蔽管之间的距离为60 mm,中间接头本体长度为420 mm时,样品的最大场强和最大切向场强小于30 kV·cm^-1(空气击穿场强)且其交界面上的电场分布较为均匀;其可通过局放与耐压试验,满足设计要求,为10 kV冷缩中间接头的合理设计提供理论依据.     

电容式湿度传感器结构优化

对圆筒形电容式湿度传感器进行合理的结构优化．依次改变极板的直径、长度、厚度、间距、个数等,利用有限元分析软件模拟上述条件下电容器极板的场强的分布,找到场强随这些参数的变化规律．分析结果发现,单层极板呈现出明显的边缘效应;随直径增大,边缘场强与内部场强的比值增大;极板越薄,边缘场强越小;适当加大极板长度,可减缓边缘场强增加的速率,但效果有限．多层极板,随间距增大,边缘场强与内部场强的比值增大,但总电容变化量减小;极板的间距应适当选取．对于多层极板,中间极板的场强有相互抵消的现象,故而可以适当减小中间极板的间距,以增加极板的个数,对测量有利．推荐了最佳尺寸．     

车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域.     

基于ANSYS的高压发电机定子槽电场有限元仿真分析

以青海桥电实业总公司实际运行发电机为例,对额定电压为13.8 kV的高压发电机定子线圈槽部电场进行了ANSYS有限元仿真分析;基于电磁场有限元数值分析方法,通过对高压发电机的定子槽建立分析模型,应用ANSYS专业有限元分析软件对其进行了电场分析,得到了定子槽内部的电场强度仿真分布,仿真结果可对高压发电机的防晕和结构优化设计提供理论依据。     

柔性直流输电换流阀模块拐角处电场的比例系数法计算

换流阀模块的表面电场计算对换流阀屏蔽罩以及均压环的设计以及改进十分重要,但是模块的倒角很小,若为保证计算精度,则单元剖分要求较高,计算代价较大。模块拐角处电场畸变最为严重,为了准确计算,采用了适合大规模问题求解的多极子加速曲面边界元法。分析了不同倒角下拐角处电场的变化情况,在此基础上提出用比例系数分析均压环对模块的电场屏蔽效果。对完整的阀塔进行建模计算,结果表明当前的侧面均压环方案能够将拐角处电场值减少到控制值以下,对阀塔屏蔽系统的进一步改进设计提供了参考。     

基于地震响应谱分析的±500 kV混合式直流断路器改进设计

混合式直流断路器这类高耸结构极易在地震作用下产生较大的结构内力,导致其结构破坏并引发直流电网不能正常运行等事故.为了满足混合式直流断路器的9级地震烈度的紧凑模块化结构设计与抗震特性分析,以±500 kV混合式直流断路器为分析对象,通过Solidworks建立三维实体模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了混合式直流断路器的前8阶非零固有频率,然后进行模拟在9级地震烈度的地震作用下的响应谱分析,得到了混合式直流断路器的等效应力和方向位移云图.结果表明:混合式高压直流断路器的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性.在9级地震烈度的地震激励下,混合式直流断路器满足抗震强度要求.     

基于有限元分析的石英晶体微天平电极结构优化设计

针对某些电极结构会破坏石英晶体微天平厚度切变振动模态单一性的问题,该文提出了基于有限元分析优化设计电极结构的方法.该方法直接对原始问题的机电耦合进行三维分析,计算出更加准确的设计参数.基于有限元分析软件ANSYS10.0对石英晶体微天平进行三维建模,验证了建模的正确性,并对不同电极结构尺寸进行仿真计算,对出现的耦合情况进行了分析,通过实验结果对比,提出较佳电极尺寸结构为厚度100 nm,半径3 mm;为解决金电极能陷效应不够理想的问题,提出在晶片上下表面筑平台的设计,有限元计算结果表明此设计能改善电极区的能陷效应,并且较佳平台高度为9.8 μm.     

基于Ansys静电场的含并联电容的超高压断路器电场分析及设计

计算了550kV双断口间有无并联电容器组时的电压分布.另外,通过对含并联电容器组的550kV断路器的灭弧室的电场计算分析和试验验证,指出了并联电容器设计时的合理布置至关重要,否则,很可能会引起电容器对金属屏蔽罩间的击穿.     

碳纳米管阴极场致发射的电场数值模拟

利用Visual FORTRAN语言，对碳纳米管阴极的外电势分布和电场强度分布进行了数值模拟．采用非等间距的网格划分对碳纳米管尖端附近进行细致的划分处理，并利用等参有限元方法进行了模拟计算．分析了碳纳米管尖端局部电场强度的增强效应和相邻碳纳米管之间的电场屏蔽现象．讨论了碳纳米管电场强度随管间距变化的关系以及碳纳米管尖端电场强度随半径变化的关系。     

自能式SF6断路器介质强度的计算与分析

为改进灭弧室设计 ,应用有限元法对一自能式 SF6断路器灭弧室的绝缘强度进行了计算分析 ,得到了影响灭弧室电场分布的主要因素并提出了改善电场分布的有效方法。应用流注理论对断路器开断过程中的介质强度进行了计算分析。利用这一方法可以使介质强度的分析由定性变为定量 ,对灭弧室的设计和改进有重要作用