【摘要】：氣體絕緣金屬封閉輸電線路(Gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)對(duì)于解決中國(guó)可輸電走廊緊張、高海拔大落差地區(qū)的電力輸送等問(wèn)題意義重大。在GIL運(yùn)行過(guò)程中,由于機(jī)械碰撞、設(shè)備震動(dòng)等原因,金屬微粒出現(xiàn)在GIL內(nèi)部的現(xiàn)象是不可避免的。一方面,微粒的存在使局部電場(chǎng)加強(qiáng),設(shè)備耐壓下降,另一方面,微粒在電場(chǎng)中感應(yīng)帶電并受電場(chǎng)力而運(yùn)動(dòng),這是微粒劣化GIL系統(tǒng)絕緣性能的根源。因此,本文針對(duì)直流電壓下,GIL不均勻場(chǎng)中球形金屬微粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究,探討影響金屬微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的因素;分析覆膜條件下,微粒表面的電場(chǎng)畸變情況,為微粒無(wú)害化措施提供理論指導(dǎo)。首先建立楔形平板電極系統(tǒng)模擬GIL中可能存在的不均勻場(chǎng),理論分析球形金屬微粒在其中的受力情況,建立微粒的運(yùn)動(dòng)模型,為GIL不均勻場(chǎng)中微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的仿真做準(zhǔn)備;其次開(kāi)展楔形平板電極中微粒運(yùn)動(dòng)的仿真研究,建立微粒運(yùn)動(dòng)的三維仿真計(jì)算模型,模擬在楔形平板高壓電極施加直流電壓的作用下,球形金屬微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,研究影響微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的因素;最后開(kāi)展覆膜條件下金屬微粒表面電場(chǎng)畸變的研究,分別建立微粒位于裸電極表面和覆膜低壓電極表面時(shí)的仿真模型,研究覆膜影響金屬微粒電場(chǎng)力的機(jī)理,探討薄膜厚度和材質(zhì)對(duì)微粒表面電場(chǎng)分布的影響。研究表明:稍不均勻電場(chǎng)中,微粒運(yùn)動(dòng)分為水平滑動(dòng)階段、起跳階段和碰撞階段,微粒初始位置、所施直流電壓幅值、粒徑、材質(zhì)變化時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡將會(huì)發(fā)生變化,可以利用微粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn),合理的布置微粒陷阱,選擇最有利的結(jié)構(gòu);微粒運(yùn)動(dòng)會(huì)引發(fā)周圍電場(chǎng)畸變,對(duì)腔體內(nèi)部整體電場(chǎng)分布影響不大。金屬微粒位于裸電極表面,電場(chǎng)強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在微粒頂端,且微粒會(huì)受到向上的電場(chǎng)力;微粒位于覆膜低壓電極表面時(shí),場(chǎng)強(qiáng)的最大值出現(xiàn)在金屬微粒與PET薄膜之間,微粒所受電場(chǎng)力的方向存在向下和向上兩種情況,電場(chǎng)力方向向下可能是低壓電極表面覆膜條件下微粒起跳場(chǎng)強(qiáng)變大的一個(gè)因素;覆膜條件下,薄膜厚度、材質(zhì)都會(huì)影響金屬微粒表面電場(chǎng)分布,其影響不可忽視,在選擇薄膜時(shí),要注意薄膜材質(zhì)和厚度,這些都會(huì)對(duì)覆膜效果產(chǎn)生影響。
【圖文】：

圖 1.1 GIL 在隧道中的敷設(shè)方式Fig. 1.1 laying mode of GIL in tunnel設(shè)備自 20 世紀(jì)六七十年代開(kāi)始應(yīng)用，經(jīng)過(guò)近 50 年的發(fā)展，GIL 球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，，具有廣泛的應(yīng)用前景[7]。理論上，，直流輸電技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有顯著降低電能損耗、輸電更長(zhǎng)、沒(méi)有交流磁場(chǎng)，環(huán)保性能較好等特點(diǎn)，然而實(shí)際上，直流滯后于交流輸電技術(shù)的發(fā)展。盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)相繼開(kāi)展直流究，但直流 GIL 被正式投入使用的案例較少，目前 GIL 設(shè)備主要系統(tǒng)中，除了直流輸電系統(tǒng)中換流設(shè)備的成本較高以外[8]，直流是阻礙直流 GIL 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素，直流 GIL 的絕緣優(yōu)化的研究熱點(diǎn)。來(lái)的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行案例表明，金屬碎屑在電場(chǎng)中感應(yīng)帶電并在庫(kù)這是微粒劣化 GIL 系統(tǒng)絕緣性能的根源[9]。據(jù)可靠統(tǒng)計(jì)，電氣設(shè)是由于微粒存在而引起的局部放電產(chǎn)生的，局部放電進(jìn)一步發(fā)展

第 1 章 緒論備絕緣設(shè)計(jì)的方法，因此研究削弱金屬微粒危害性的措施，對(duì)提高 GIL 設(shè)備的運(yùn)行可靠性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。GIL 管道采用同軸圓柱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部電場(chǎng)分布屬于稍不均勻場(chǎng)，本文通過(guò)仿真建立簡(jiǎn)化的楔形平板電極系統(tǒng)，模擬 GIL 設(shè)備中出現(xiàn)的不均勻場(chǎng)，對(duì)該稍不均勻電場(chǎng)中存在的自由金屬微粒進(jìn)行受力分析，對(duì)其具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究，為探討有效的防止金屬微粒污染的措施提高理論指導(dǎo)，從而改善 GIL 設(shè)備的絕緣性能。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM75

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1 陳濟(jì)群;金屬微粒在GIS中危害的實(shí)例分析[J];高壓電器;1989年03期

2 黃志清;;金屬微粒新型制造法[J];上海有色金屬;1980年04期

3 唐孝威;研究氘/超細(xì)金屬微粒系統(tǒng)的建議[J];原子能科學(xué)技術(shù);1991年06期

4 劉東;張洪朋;張興明;;時(shí)諧磁場(chǎng)中的金屬微粒磁化及電阻脈沖檢測(cè)方法[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2016年02期

5 曾[

本文編號(hào)：2643271