套管在变压器间接出线结构下尾部电场计算与优化设计

在变压器间接出线结构条件下，应用模拟面电荷－表面电荷法对２２０ｋＶ油纸电容式套管的尾部电场进行了数值计算，并在此基础上对均压球的轴向位置，最大外径以及芯子尾部上、下屏蔽进行了优化设计，从而为制造厂家提供了科学的设计依据。     

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.     

特高压干式油气套管内绝缘结构的优化设计

针对使用经典解析公式设计套管电容芯子的局限性,改进了套管的传统等裕度设计方法。以特高压干式油气套管为研究对象,考虑杂散电容和温度对套管芯子电场分布的影响,建立了套管芯子改进等裕度设计方法的数学模型。在此基础上,联合有限元电热耦合计算和粒子群优化算法对该套管的内绝缘结构进行了优化设计。根据以上优化设计结构,试制了油气套管样机,并进行了全部型式试验,结果表明,提出的改进等裕度设计方法可实现油气套管芯子径向场强、轴向场强和极板间局部放电裕度的均匀分布,且芯子局部放电裕度值由0.925提升到1.155,验证了改进等裕度设计方法的实用性。     

ANSYS软件分析套管电场分布影响因素

针对高压套管表面电压分布不均匀,尤其是在法兰边缘处电场十分集中问题,采用ANSYS有限元分析软件对套管模型进行有限元分析计算,主要对套管法兰处电场进行详细分析,得到了电场强度最大值出现的位置,采用在法兰附近加入涂层来降低最大场强,并分别分析改变涂层的长短、厚度及介电常数对法兰附近电场的影响。分析结果表明,较厚层和较高介电常数更好改善电场。高介电常数层的长度可以在一定程度上减少而不降低其改善电场分布的功能。     

特高压变压器线圈的电场计算与分析

为了分析特高压变压器线圈周围的电场,建立了变压器高压线圈、均压管和均压球的三维实体模型.根据线圈的轴对称结构的特点,取1/4线圈进行计算.对于中部的线圈和均压管,采用二维有限元的方法,计算出电场的分布,并求出最大电场强度值.推导了多层油纸绝缘结构等效为单一介质时等效介电常数的计算公式.利用等效介电常数把线圈外的油纸绝缘...     

基于介电功能梯度材料的盆式绝缘子电场分布优化

为改善盆式绝缘子沿面电场分布,以径向介电常数分布为对象,提出了一种通过识别沿面最大场强位置反馈更新介电常数分布的全局优化算法,实现了介电功能梯度材料盆式绝缘子参数优化设计.通过APDL语言,实现MATLAB与ANSYS联合仿真,研究了步长大小、分层数量等参数对优化结果的影响.结果表明:随着步长减小,沿面场强分布随迭代次数的变化更加平滑,介电常数区间范围增大.分层数目越多,径向介电常数分布越平滑,高压端介电常数值越大,沿面电场分布波动越小,最大场强降低幅度越大,可达70.5%.盆式绝缘子场强集中区域从高、低电极和三结合点处往中间转移,上、下表面电场利用率均达到0.75以上.研究结果为盆式绝缘子优化设计提供了参考.     

500kV GIS套管二维电场的ANSYS分析

SF6绝缘套管是气体绝缘金属封闭开关设备GIS的核心组件,对GIS的安全运行具有重要意义.套管是结构复杂的绝缘系统,其内部电场分布十分复杂,易发生闪络或者击穿放电.通过建立500kV GIS套管的轴对称数学模型,对套管的电场进行模拟和仿真计算,得到了电场分布及最大场强,可为绝缘结构的优化设计提供依据.     

不同工质中气泡在电场作用下的变形

研究在外加电场作用下,不同介电常数的工质对强化沸腾换热的影响,分析了苯、R11、乙醚和乙酸乙酯4种工质在池沸腾换热中,气泡附着于壁面时的电场分布特性及气泡所受的电应力.结果表明:随着工质介电常数的增加,气泡表面场强分布的不均匀性增加,其所受电应力分布愈不均匀,导致气泡形变量加剧,甚至造成破裂.     

特高压直流输电线路合成电场的天气影响因素及预测模型

特高压直流输电线路电离周围空气产生的离子和线路电场叠加形成合成电场,并在环境因素的作用下使得地面的合成场强发生变化。研究了天气因素对地面合成场强的影响,并提出了基于天气因素的电场预测模型。利用高压直流电场测量装置测量地面合成电场值及环境监测系统所测的天气参数,分析了风速、湿度、气压、温度、PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0与场强的相关性。利用基于树形结构Parzen估计器(tree-structured Parzen estimator, TPE)优化的CatBoost建立地面场强在天气因素下的预测模型,并基于所测数据进行模型的训练和预测。结果表明：天气因素对场强的影响权重由高到低为湿度、风速、气压、温度、PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀。通过特征排序选取前5个特征和所有特征预测所得到的均方根误差分别为0.83 kV/m和0.85 kV/m,实现了相对准确的预测。研究结果可为特高压直流输电工程环境评估提供有用的合成电场分析方法。     

高压充油套管的计算

由于充油套管的电性能和热性能都此较可靠,故在高电压设备中应用甚广.它的缺点是体积太大,所以我们应尽可能使其电场分布均匀化以获得最适宜的尺寸,包括直径和长度.充油套管的内部绝缘物有油及纸两种,计算此應复杂,为此,本文对充油套管的内部绝缘结构计算提出了一个分析方法,可以求出较为准确的尺寸.本文内容包括:充油套管内部结构略述,充油套管的电场计算,最小直径的计算,轴向场强均匀时的计算,导电管包纸的计算,套管只有一个中间极板时的计算并举一例题以说明.本文所提出的计算方法还是很初步的,难免存在缺点,欢迎批评和指教.     

高压脉冲作用下水中硬岩的电场特性研究

高压脉冲液相放电由于其众多优势,广泛应用在岩石的破碎、石油开采、污水治理等领域.本文通过推导等效放电回路方程,得到放电电流及达到峰值电流的时间表达式,从而在COMSOL Multiphysics中定义脉冲电压,并将其加载在仿真模型的高压电极上.模拟仿真硬岩矿物组成、粒径、电极距离对电场强度和分布特征的影响.结果表明电场强度高度依赖矿石的电学性质、进料粒径、以及矿粒的位置.矿粒的介电常数差异越大,电场越强,分布越不均匀;电场强度向矿石边界转移,体现了电破碎的选择性破碎的机理,以及最大场强随着矿粒尺寸呈指数减小.     

高压变压器套管电容芯子一种新的设计方法

本文通过分析传统的等电容、等极板台阶设计的电容芯子局部放电起始电压偏低的原因,提出以极板边缘最大场强 E_(max)为设计基础,以各绝缘层局部放电平均场强与极板边缘最大场强的比值恒定作为设计目标的新的设计方法。本方法调整了各极板下部的轴向场强 E_2(i)的分布,使纸油界面上的切向场强下降且趋于均匀,理论分析和实验结果可知,新设计的套管局部放电起始电压有较大提高,并有利于提高油中闪络电压。     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。     

高压交直流输电比较研究

比较了高压交流输电和高压直流输电的差异,认为,输送同样的电能,高压直流输电损耗少的原因在于载流子在晶格势场中的能态低;由于载流子受到感应电场的作用,高压交流输电载流子在晶格势场中的能态将高于高压直流输电载流子的能态。不论高压交流输电还是高压直流输电都存在着趋肤效应,直流趋肤效应起源于载流子受到的霍尔电场力;交流趋肤效应起源于载流子除了受到霍尔电场力外,还受到了交变电场力的作用.     

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.     

直流电压下绝缘子附近球形导电微粒运动起始电压研究

为了研究绝缘子对自由导电微粒运动规律的影响，实验观测了直流电压下不均匀电场中的聚四氟乙烯（PTFE）绝缘子附近球形导电微粒运动特性．结果表明，PTFE绝缘子的存在降低了微粒运动起始电压，而且绝缘子的形状也会影响绝缘子附近微粒运动的起始电压．当绝缘子表面与接地电极夹角为锐角时，绝缘子对微粒运动起始电压的影响最显著，并且其影响范围也相对较大．对于相同绝缘子，微粒较大时易发生水平运动而附着于绝缘子表面，微粒较小时则容易离开接地电极而浮起．采用Maxwell应力张量对微粒受到的静电力进行了计算和分析，其结果从力学角度解释了实验观察得到的结果．     

场板结构对AlGaN/GaN HFET电场分布的影响

场板结构可以有效抑制横向型HFET器件栅极边缘的电场集边效应,降低尖峰电场峰值,从而大幅提高器件的耐压特性。利用Sentaurus TCAD工具,构建具有场板结构的HFET器件,研究了场板长度和钝化层的厚度对器件沟道电场分布的影响,归纳出场板结构设计的基本规律和一般方法。     

一种可用于高电压的新型环保干式变压器

介绍了一种可用于高电压的新型环保干式变压器的结构组成.这种变压器的结构特点是采用高压电力电缆作为变压器绕组,省去了绝缘油.通过对其温升、电场分布、暂态电压特性、短路阻抗、负载损耗等基本特性的分析认为,与传统变压器相比,这种变压器具有电压等级高、容量大、阻燃不爆、环保性能好、线路损耗小、绝缘强度高、结构简单等优点.     

电场分布对静电纺丝纤维直径的影响

为了研究电场对静电纺丝纤维直径的影响,设计两种具有不同电场分布的单针头和辅助板静电纺丝装置,采用聚氧化乙烯(PEO)为原料,在两种纺丝装置中,分别设计不同纺丝电压、纺丝接收距离和纺丝流量参数下的对比试验.并用Maxwell软件模拟纺丝装置中的电场强度分布,结合试验结果说明电场分布影响静电纺丝的纤维直径,从而得出在均匀电场中所纺丝的纤维直径较小.