劣质绝缘子电场正问题优化算法分析

针对劣化绝缘子的电场法检测中绝缘子电场计算精度低的问题,提出基于遗传算法优化的模拟电荷法进行高压静电场计算,给出了优化方法原理、可行性分析,建立了绝缘子电场计算目标函数及优化模型,并进行了绝缘子串周围电场的计算分析.分析结果表明,将绝缘子串周围检测点电位作为目标函数,应用遗传算法优化模拟电荷的电荷量,可更好地对目标函数进行全局寻优,提高了模拟电荷法的寻优速度、绝缘子串周围电场的计算精度以及绝缘子串中劣质绝缘子诊断的准确度.     

高压输电线路陶瓷绝缘子场强与电位分析讨论

针对同玻璃绝缘子、复合绝缘子相比,瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子,但陶瓷绝缘子也有其自身的固有缺点,比如:它脆化性导致容易在外力作用下而发生破损,另外随着时间推移而发生缓慢老化,其绝缘性能会随着破损而降低,一但绝缘性能降低,其表面会在存在污秽条件下而发生沿面放电,本文通过进行ANSYS电动势、电场强度进行仿真计算,计算结果对污闪、不明闪络提供某一程度上的指导作用。     

220kV棒形悬式合成绝缘子电场有限元分析

在电力系统设备中,绝缘子是电气绝缘和机械固定的重要外部绝缘部件.合成绝缘子更因其具有重量轻、抗拉性好、耐污性好、日常维护量小等优点,被广泛地运用在高电压输电线路上.为了进一步掌握合成绝缘子的绝缘特点,本文在了解220 kV棒形悬式合成绝缘子绝缘结构特点的基础上,对它的电场分布进行有限元分析.首先对这种合成绝缘子进行数学...     

气固绝缘系统电场模型的建立与求解方法

针对目前气固绝缘系统直流电场计算所普遍采用的恒定电流场计算方法过于简化,尤其对于电流密度存在饱和现象的气体介质计算误差较大的问题,建立了基于介质内部和分界面上电荷驰豫过程的复合绝缘系统的电场模型,通过构建自由电荷密度方程并实时计算电荷产生的泊松场分布,获得了体电荷和界面电荷密度分布的暂态变化过程;建立了基于气体自然电离和离子迁移、扩散运动的弱电离气体的电导模型,准确表征了气体电流密度与场强的非线性关系。制作了常用于GIS/L的柱式绝缘子实验模型,测量了直流电压下绝缘子表面的电位分布,并与计算结果进行了对比,结果表明:计算得到的表面电位分布的整体变化趋势以及各电位峰位置均与测量结果吻合较好;发现弱电场下绝缘子配置嵌件时表面主要积聚同号电荷,强电场下则正好相反,同时负极性电压下的阴极发射电子过程将增大空气侧电流密度。     

1100kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化

为优化交流1 100kV气体绝缘输电线路中三支柱绝缘子的电气性能,提出了一种基于遗传算法的结构参数优化方法。建立三支柱绝缘子电场和应力场仿真模型,对绝缘子电气性能和机械性能进行校验,发现最大表面场强位于支柱和中心圆柱的连接处,为12.13 MV·m-1,大于12MV·m-1的许用值,可能引发闪络,有必要进行电气性能优化。建立三支柱绝缘子参数化模型,仿真研究各结构参数对三支柱绝缘子电气性能的影响,发现各结构参数的增大对绝缘子电气性能有不同程度的优化,但也会造成绝缘子体积的增加。在满足机械性能需求和绝缘子体积保持不变的条件下,以提高电气性能为目标,提出基于遗传算法的三支柱绝缘子结构参数优化方案,并且为减小计算量,提出该方案的简化方法。结果表明:在相同电压下,优化后的三支柱绝缘子的最大表面场强降低为11.36MV·m-1,绝缘裕度提高了6.3%,优化效果较好。所提方法兼顾了机械性能和绝缘子体积,具有较高的实用性和计算效率。     

基于无人机巡检平台的劣化绝缘子带电检测技术

绝缘子是输电线路中起到机械支撑及电气连接的重要部件,一旦发生本体劣化,可能导致断串、绝缘失效等严重故障,对电网的稳定运行造成威胁。绝缘子串的空间电场曲线能够反映其绝缘性能,早期大多通过人工登塔操作检测仪器测量得到空间电场值,随着无人机技术的迅猛发展,搭载各类检测仪器的无人机在电力系统的应用越来越广泛。采用高集成度光学元件,设计完成小型化的空间电场传感器,分析了无人机介入对绝缘子原有空间电场的影响。搭建了包括机载端和地面端的无人机巡检平台,配套研制基于A/D转换模块和射频模块的电场信号无线传输装置,实现了无人机巡检平台电场测量信号在机载端与地面端的传输,并进行了复合绝缘子芯棒局部导通的带电检测试验。实验证明基于无人机巡检平台的电场测量系统能够检测出复合绝缘子芯棒导通缺陷。研究结果有利于推进无人机平台在绝缘子检测领域的应用。     

逆向诊断劣质绝缘子的快速优化算法分析

针对劣质绝缘子电场逆问题计算量大的缺点,在传统模拟电荷法建模的基础之上采用快速多极子算法对其进行预处理,给出了基本计算原理,并采用Tikhonov正则化方法处理因测量数据干扰引起的逆问题解的不适定性,以及采用牛顿迭代法搜索逆问题的最优解,得到绝缘子模型的场源参数,从而实现对劣质绝缘子的检测。通过构造基本点电荷系模型对该快速优化算法进行可行性验证,最后将该算法应用于110 kV猫头型三相绝缘子串的一相绝缘子进行了实例计算,结果表明：该快速优化算法能够快速有效地实现对劣质绝缘子的在线诊断。     

基于SolidWorks和ANSYS的盆式绝缘子设计与分析

介绍了高压开关中重要的绝缘部件之一盆式绝缘子的设计与分析过程：使用SolidWorks软件进行三维建模,然后通过ANSYS Workbench对模型进行受力分析,在结构设计符合要求的情况下,还需运用ANSYS进行电场计算,分析模型的绝缘性能,最终达到结构设计合理和电场分布优异的效果。最后又通过试验对设计出来的盆式绝缘子进行考核,满足设计和使用要求,提高了设计和开发新产品的效率。     

直流电压下环氧浇注绝缘子的表面电场分析

针对直流气体绝缘设备电场分析及结构设计时气体侧模型的选择问题,以高压直流气体绝缘穿墙套管用环氧浇注绝缘子为研究对象,建立了直流电压下环氧浇注绝缘子的电场计算模型。其中,对气体侧分别采用离子迁移模型和线性模型,在直流电压下对环氧浇注绝缘子的表面电场进行了计算及分析。研究了不同气体电离率、外施电压、体积电导率等条件下两种模型对计算结果的影响及相互替换的条件,给出了直流电压下气体侧模型的选择建议。结果表明:离子迁移模型得到的绝缘子表面电场计算结果受气体中空间电荷不均匀分布的影响,随场强的变化呈现出较强的非线性;线性模型用以匹配离子迁移模型计算结果的气体电导率取值与气体电离率成正比,与外施电压等级成反比;当外施电压等级较高、绝缘子体积电导率较大时,固体侧电流在绝缘子表面电荷积聚过程中起主要作用,离子迁移模型与线性模型得到的计算结果差异较小。这时,线性模型计算时间更短,更适用于环氧浇注绝缘子的结构优化设计。     

带电清扫机器人绝缘安全分析

针对高电压环境下,当电介质中掺杂有金属导体时,提出一种带电作业机器人绝缘安全距离的分析方法．对于金属导体引起的电场不规则畸变,采用有限元的方法计算场强以验证是否超出临界值．该方法应用于带电清扫绝缘子机器人的绝缘安全分析中,并通过了试验验证．     

35kV绝缘子雷电冲击下闪络特性实验分析

用盐水浓度模拟污秽物导电特性,用400 kV冲击电压发生器对35 kV陶瓷支柱绝缘子和复合支柱绝缘子进行了1000余次雷电冲击电压下的干闪、湿闪和人工污秽试验,对起始闪络电压和伏秒特性曲线的变化规律进行了探索.实验结果表明,陶瓷绝缘子的起始闪络电压比复合绝缘子更容易受到污秽物的影响,但其闪络形成时间受盐水浓度和表面湿度的变化影响不大,而复合绝缘子则会受到较大影响,这在电力系统绝缘配合设计方面需要重视.本文对35 kV陶瓷绝缘子和复合绝缘子在雷电冲击电压下的闪络特性开展了实验研究.     

关于高压绝缘子在线检测与故障诊断方法的研究

在长时间的高电压和恶劣天气的作用下,高压绝缘子很可能破损,导致高压输配电线的绝缘水平减低,进而导致电力系统受损,影响居民的工作生活,甚至威胁到居民的生命安全。本文简要分析了高压绝缘子的故障原因,并介绍了高压绝缘子在线检测系统的原理和设计方法。     

刍议高电压绝缘子在线检测方法

运行电力设备的绝缘状态对电力系统的安全运行至关重要,长期以来电力系统沿用传统的定期试验方式来检测高压设备的绝缘。但由于预防性试验电压远远低于实际运行电压,往往不能发现设备绝缘缺陷,且定期的电网断电,将给国民经济造成损失。本文针对我国高电压绝缘子在线检测技术作出了介绍,为电力系统的安全运行,提供了可靠的保证。     

地上绝缘导线电磁问题分析

提出一个快速有效的联合模型用于地上绝缘导线的电磁问题分析．耗损土壤的影响用镜像模型表示；导线绝缘层等效为极化电荷．在应用矩量法建立地上绝缘导线感应电流的计算模型之后，进一步推导了导线周围近场的计算公式．经过合理的简化，矩量法矩阵元素可以表示为代数解析式，从而大大提高了模型的计算速度．最后，应用严格模型结果及实验结果对本文方法的有效精确性进行了验证，并将该方法用于实际问题的分析研究．     

利用非线性绝缘子以降低电力系统绝缘水平的研究之一 非线性绝缘子对输电线路操作过电压的影响的研究

随着现代材料科学的发展,非线性绝缘材料将被广泛地应用于电力系统。本文通过计算机辅助分析研究非线性绝缘子对输电线路操作过电压的影响以及非线性绝缘子的参数和配置问题。文中第一部份为数学模型,第二部份为初步研究结果。以后将继续研究对大气过电压及系统绝缘水平与配合的影响。研究结果表明,非线性绝缘子能够有效地限制系统过电压及缩短暂态时间,从而能够降低系统的绝缘水平。     

10KV配电线路防雷保护间隙的设计

10kV配电线路是电力系统中较靠近用户的一级,绝缘水平较低,且中低压架空线路一般无特别的防雷措施。本文在研究10kV绝缘导线的断线机理基础上,利用ANSYS软件仿真分析防雷保护间隙与绝缘子配合时遭雷击过电压放电过程及电压等级分布,确定了防雷保护间隙的大小。所设计的防雷保护间隙在非雷击状态不承载电压,雷击时先于绝缘子可靠放电,保护了绝缘子不受烧伤和击穿,保证了线路在雷电过电压下的安全运行。     

合成绝缘子老化试验的测量和数据采集系统

研制了一套用于合成绝缘子5000小时加速老化试验的测量系统．该系统包含基于戴尔服务器的硬件系统和基于LabView平台的软件系统,可实现5000小时老化实验过程中多个特征量的实时分析和记录、老化电流中脉冲电流和泄漏电路的分离、故障后的自动恢复和报警、以及试验统计工作的可持续进行．     

曲面结构的表面电荷反演计算方法

研究高压直流输电线路下绝缘材料表面电荷积聚与消散规律时,只能根据绝缘材料表面静电电位反演计算得到电荷密度,但当材料表面为曲面时,很难准确计算出材料表面电荷密度.提出了一种针对曲面的电荷密度反演计算方法,针对曲面的绝缘材料,合理、密集地选择电位测量点,通过多轴运动控制器得到电位测量点的相对位置坐标,再按测量点将曲面划分为三角形的网格,求出各点处的法向量,进而反演出表面电荷密度.测量得到的3D打印的曲面圆盘和悬式绝缘子表面电位,以此为算例计算其表面电荷密度.计算结果同理论分析趋势一致,绝缘材料表面的静电电位与电荷密度相关性较强,电位高的区域对应的电荷密度也大;电荷分布按照离放电电极距离的远近,呈现"同心圆"分布;但靠近悬式绝缘子钢帽的区域电荷难以积聚,电荷密度小.     

直流电压作用下绝缘子表面电荷积聚的研究

为了对直流电压作用下的绝缘子表面电荷进行测量，设计了一种性能优良的新型电容探头，该电容探头具有电荷泄漏少、分辨率高的优点。研究了外施直流电压极性、幅值、作用时间和外界气象条件对表面电荷积聚的影响。研究表明：当外施电压的幅值和作用时间增加时，绝缘子表面电荷密度的平均值逐渐增加；绝缘子表面电荷的分布与外施电压的极性密切相关；晴朗天气要比小雨天气更易积聚表面电荷，说明绝缘子表面电导率对表面电荷积聚是有影响的。     

不同覆冰长度下110kV复合绝缘子的电位分布

覆冰在绝缘子中多有发生,研究不同覆冰长度对绝缘子电位的影响,对绝缘子除冰工作有一定指导意义。以110 kV复合绝缘子为例在ANSYS中建立其仿真模型,基于有限元静电场模型分析了不同的覆冰长度对绝缘子表面电位分布的影响。结果表明：洁净FXBW-110/100型复合绝缘子表面电位分布是极其不均匀的,覆冰长度小于60 cm时对绝缘子表面电位影响不大,覆冰长度达到70 cm时覆冰末端点位分布畸变严重,覆冰长度达到80 cm时表面电位分布的不均匀性得到明显改变,绝缘子表面整体电位发生严重畸,绝缘性能严重下降。