發(fā)布時(shí)間：2021-10-28 12:02

　　大容量遠(yuǎn)距離高壓直流輸電技術(shù)是我國(guó)近年來能源發(fā)展的重大課題之一。直流GIL與傳統(tǒng)架空線路和電纜相比,結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,輸送容量大,布置更加靈活,具有較高的可靠性,此外還能夠隔絕高壓輸電線路對(duì)外界環(huán)境造成的不利影響。然而,直流GIL在運(yùn)行中絕緣子受單極性電場(chǎng)作用,極易在表面積聚電荷從而導(dǎo)致局部電場(chǎng)畸變,進(jìn)而引發(fā)沿面閃絡(luò),因此研究調(diào)控與抑制直流GIL絕緣子表面電荷積聚的有效手段對(duì)于直流GIL絕緣可靠設(shè)計(jì)具有重要意義。隨著GIS/GIL等氣體絕緣設(shè)備的廣泛應(yīng)用,許多針對(duì)絕緣子界面絕緣問題的優(yōu)化措施在直流GIL領(lǐng)域得到嘗試。目前,在直流GIL絕緣子表面采用涂覆涂層的手段提升絕緣強(qiáng)度依然是抑制電荷的主要策略之一。本文基于分子動(dòng)力學(xué)方法,針對(duì)絕緣子涂層材料電熱性能的優(yōu)化和設(shè)計(jì)展開建模和研究。通過協(xié)調(diào)微觀和介觀的分子模擬體系,分析聚酯納米復(fù)合涂層材料的絕緣失效機(jī)理和反應(yīng)路徑,探究PET納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的提升規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）基于ReaxFF反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)方法研究了直流GIL中PET在高溫作用下絕緣失效機(jī)理。通過在不同溫度下多分子PET體系的熱解模擬,獲得其反應(yīng)路徑的初始裂解機(jī)理,在原子水... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１氣體絕緣輸電線路??隨著近年來ＧＩＬ技術(shù)的蓬勃發(fā)展，交流ＧＩＬ己經(jīng)成熟的應(yīng)用于電網(wǎng)的??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???直流電場(chǎng)作用下，ＧＩＬ中絕緣子的表面電場(chǎng)初始分布異于交流電場(chǎng)作用時(shí)。??絕緣子由于長(zhǎng)時(shí)間的單一極性電場(chǎng)作用，表面容易積聚大量電荷，當(dāng)電荷集??聚到一定程度時(shí)會(huì)引起電場(chǎng)畸變，進(jìn)而演化為絕緣子表面的沿面閃絡(luò)，這是??威脅直流ＧＩＬ可靠運(yùn)行的最大難題［４＿８］。??■ｉ｜ｉ＾??ｉＰｆｉ??圖１－２閃絡(luò)后的８００?ｋＶ?ＧＩＬ中的絕緣子??隨著ＧＩＳ／ＧＩＬ等氣體絕緣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，許多針對(duì)絕緣子界面絕緣問??題的優(yōu)化措施在直流ＧＩＬ領(lǐng)域得到嘗試，現(xiàn)階段的普遍策略主要是通過直接??或間接改善表面電導(dǎo)率，加快表面電荷的消散速度，從而避免沿面閃絡(luò)的發(fā)??生［９，１（）］。氟化、等離子體處理以及涂層等方法通過改變絕緣子表面形貌與性??質(zhì)，一方面促進(jìn)表面電荷的消散，另一方面抑制電荷的積聚過程；通過表面??涂層還可以適當(dāng)改良絕緣子的表面電導(dǎo)，從而提升絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓。??盡管表面涂層方法受限于涂層材料自身的特性，在引入涂層的同時(shí)可能會(huì)對(duì)??絕緣子其他性能帶來其他影響，但其對(duì)于調(diào)控和抑制電荷積聚直接有效，隨??著材料研發(fā)的進(jìn)步，涂層的性能和作用也將會(huì)有進(jìn)一步的提升空間，因此研??究和優(yōu)化絕緣子表面涂層方法對(duì)提升直流ＧＩＬ絕緣性能具有重要意義。??目前，在直流ＧＩＬ絕緣子表面采用涂層方法提升絕緣強(qiáng)度面臨諸多技??術(shù)瓶頸：１）傳統(tǒng)涂層材料導(dǎo)熱性能限制其絕緣性能的提升。傳統(tǒng)低介電常??數(shù)的固體介質(zhì)能在一定程度上抑制表面電荷的積聚，然而受限于其導(dǎo)熱性??能，會(huì)在直流ＧＩＬ的環(huán)境下產(chǎn)生溫度梯度，而絕緣子表面材料的溫度梯度??過大會(huì)影響其表面電導(dǎo)率，加劇絕緣子表面的電荷積聚，導(dǎo)致電場(chǎng)畸變并最??２??

性能的本質(zhì)入手，厘清材料改性的機(jī)理，??從而達(dá)到縮短研發(fā)周期的目的。３）表面涂層材料的穩(wěn)定性與長(zhǎng)期可靠性。??直流ＧＩＬ內(nèi)的多場(chǎng)應(yīng)力耦合效應(yīng)，使得涂層老化進(jìn)程變得更為復(fù)雜。尤其??是當(dāng)直流ＧＩＬ絕緣子處于電－熱聯(lián)合作用下時(shí)，其表面涂層改性效果的持久??性會(huì)降低。雖然目前并不缺乏對(duì)涂層材料傳統(tǒng)的改性方法，但是在涂層材料??改性的同時(shí)需要考慮到電熱因素的綜合影響，盡可能的提高表面涂層的老化??壽命，提高改性涂層材料的實(shí)用性。??盆式絕緣子?支柱絕緣子??接地外売中心導(dǎo)桿微粒陷阱??圖１－３直流ＧＩＬ基本結(jié)構(gòu)示意圖??隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過量子力學(xué)理論的不斷完善，分子模擬技術(shù)??對(duì)于分子構(gòu)象描述和材料微觀層面上性能的計(jì)算越來越準(zhǔn)確，成為認(rèn)知自然??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]聚合物絕緣材料油中熱老化特性研究[D]. 楊凱.華北電力大學(xué)(北京) 2014
[2]基于分子模擬的油紙絕緣老化機(jī)理及氣體擴(kuò)散行為研究[D]. 陸云才.重慶大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3462775