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.     

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.     

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.     

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。     

250 kV振荡波发生器的固态断路器均压环优化设计

固态断路器的极板边缘电场分布计算是实现安全裕度下断路器均压环优化设计的关键。应用有限元法将断路器内的典型结构简化成轴对称模型,可实现准确快速计算。对充电放电暂态变化过程的电路仿真,发现了放电过程中电场强度比充电过程电场强度更小。基于有限元方法,计算了电场分布,优化设计了均压环。引入均压环管径、外径、安装距等结构参数,提出二阶灵敏度系数的概念,研究了各参数对均压环表面及断路器极板边缘电场分布的影响,有效地将均压环表面的最大电场强度控制在2.5 kV/mm以下。得出了满足250 kV固态断路器均压环条件的有效优化方案。     

基于电场感应的水下无线电力传输

为了验证水下电能传输的可行性和研究影响传输效率的因素,采用电场耦合原理进行了简单的无线充电电路设计,对电场耦合式无线电能传输的系统结构和基本工作原理进行介绍,分析了其相比于磁场耦合方式的特点,以及由此带来的相应优势,通过多物理场仿真模拟极板间电场分布,设计了一种LC双边的CPT系统,采用单片机组成脉宽调制控制电路并用功率放大电路模块组成发射端和接收端。结果表明了运用电场耦合原理进行无线充电的可行性,在研究中发现极板间的传输距离是影响水下无线充电效率的一个因素,而且两个电极之间的杂散电容也会影响极板间的功率,所以由于极板间隙的存在极板间的功率损耗较大。所提出的LC双边CPT系统,不仅实现了水下无线电能传输,还保证了在一定距离和频率下传输效率的稳定。     

半导体微结构间电场的研究

分析了半导体表面空间电荷层对深亚微米、纳米尺度下半导体微结构间电场的影响，并同宏观尺寸下采用的金属极板公式进行了比较．结果表明：当半导体微结构间距离在１ μｍ 以上时，可以忽略半导体表面空间电荷层对微结构间电场的影响；当半导体微结构间距离缩小到亚微米和数十纳米量级时，空间电荷层对微结构间电场分布的影响逐渐增大，此时分析电场一般不能利用金属极板公式．微结构间电场同金属极板近似公式间的相对误差与半导体材料的介电常数、掺杂浓度等因素有关．     

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。     

ESP电场粉尘高质量浓度区气流强制收集技术

针对电除尘器靠近收尘极板存在高质量浓度粉尘气流的事实,采用电除尘器末端加装吸风口,将靠近极板的气流强制等速吸入并进行高效净化,可以显著提高电除尘的收尘效率.为了准确描述电除尘器出口断面粉尘质量浓度分布的规律,从而得到吸风口吸入风量与除尘器除尘效率提高量之间的数量关系,采用有限差分法对电场粒子二维输运方程进行数值计算.得到电场各断面粉尘的分布结果,通过与实验模型实际测试得到断面浓度分布结果进行比较二者吻合较好,证明建立的输运方程正确,采用的数值计算方法可行.依据对实际电除尘器出口断面粉尘浓度数值模拟结果.并结合在电除尘器末端极板处加装强制等速吸风口流动规律的理论描述,得到吸风口高度与除尘效率提高量二者之间的数量关系,据此关系可以提出实现保障电除尘器达标排放所必须强制吸入的流量.     

电除尘器电场数值计算与性能预测的实验研究

通过实验测量了大型电除尘器常用的12种放电极与C480和ZT24板匹配时极板表面电流密度大小及分布。采用实验和数值计算相结合的方法,以极板表面平均电流密度、电流密度相对标准差为指标对电场性能进行了评价和预测,给出了几种电场性能较好的电极配置形式和几何参数调整范围。用有限元法求出V型线与ZT24板匹配时的电位与场强的空间分布,结合实验与数值计算结果分析了场强对电晕电流的影响。对电除尘器的设计选型有一定的参考价值。