本文關鍵詞：10kV觸頭盒污穢、局部缺陷狀態(tài)下的電場仿真研究

  更多相關文章： 開關柜 觸頭盒 污穢 氣泡缺陷 標準雷電沖擊 絕緣性能

【摘要】：隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,開關柜以其結(jié)構(gòu)簡單、維護工作小、便于操作等優(yōu)點大量應用于電力系統(tǒng)中。絕緣問題是電力設備安全穩(wěn)定運行的關鍵影響因素之一。開關柜作為電力系統(tǒng)中重要的一員,研究其絕緣性能是十分必要的,而觸頭盒作為開關柜中重要的絕緣件,對可能導致其絕緣性能損壞的因素進行研究十分重要。目前國內(nèi)外對于高壓絕緣損壞的研究主要集中在高壓絕緣子,從多個角度出發(fā),對引起絕緣子損壞的原因進行了分析。但對于開關柜內(nèi)部觸頭盒絕緣損壞的研究卻不多。本文提出對開關柜母線室建立三維模型,從電場的角度分析污穢和氣泡缺陷這兩種情況對觸頭盒的影響。本文首先對污穢度的檢測、污閃、氣泡放電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了介紹,分析了電場計算的理論基礎,對本文使用的仿真軟件ANSYS進行了簡單的介紹,同時詳細介紹了有限元法計算電場的過程。本文借助有限元分析軟件ANSYS,建立開關柜母線室三維立體模型,對觸頭盒表面存在干污穢、濕污穢、干燥帶、局部污穢這幾種可能導致觸頭盒絕緣損壞的情況進行了詳細的分析,分析了在這幾種情況下觸頭盒表面電位與電場強度的變化情況。仿真結(jié)果表明：干污穢對觸頭盒表面電場強度影響較小,對觸頭盒性能沒有影響；濕污穢導致觸頭盒表面最大電場強度是正常情況時的1/10,但泄露電流卻為正常時的107倍；干燥帶導致其邊緣處電場強度是正常情況時的5倍。其次分析了觸頭盒存在氣泡缺陷時的電場分布情況,對不同位置、不同大小的氣泡缺陷分別進行了詳細的研究,分析它們對電場強度的影響。結(jié)果表明越靠近開關柜柜壁的位置,氣泡缺陷內(nèi)部電場畸變越大,越容易引起氣泡內(nèi)部氣體放電。最后對觸頭盒在標準雷電沖擊耐受電壓下的絕緣性能進行了分析,選取兩種具有代表性的情形進行分析,分別對開關柜母線室施加三相沖擊和單相沖擊。結(jié)果表明,雷電沖擊增加了觸頭盒表面電場強度,并使觸頭盒內(nèi)部局部區(qū)域電場強度達到空氣擊穿場強。
【關鍵詞】：開關柜 觸頭盒 污穢 氣泡缺陷 標準雷電沖擊 絕緣性能
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM591;TM855
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 開關柜絕緣損壞研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 氣泡放電模型研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 電場數(shù)值分析計算16-25
• 2.1 電磁場數(shù)值解法16-18
• 2.2 ANSYS有限元分析軟件18-20
• 2.3 ANSYS有限元法理論基礎20-24
• 2.3.1 電磁場基本理論——麥克斯韋方程組20-21
• 2.3.2 一般形式的電磁場微分方程21-22
• 2.3.3 電磁場中常見邊界條件22
• 2.3.4 三維有限元方法基本理論22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 存在污穢觸頭盒電場仿真分析與驗證25-49
• 3.1 開關柜母線室計算模型建立25-28
• 3.2 結(jié)果分析28-44
• 3.2.1 正常情況28-31
• 3.2.2 觸頭盒表面全覆蓋污穢31-39
• 3.2.3 觸頭盒表面存在局部污穢39-44
• 3.3 測量驗證44-47
• 3.3.1 工頻電場測量原理簡介44-45
• 3.3.2 測量工具簡介45
• 3.3.3 測量方法說明45-46
• 3.3.4 結(jié)果對比46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 存在局部氣泡缺陷觸頭盒仿真分析49-59
• 4.1 氣泡局部放電49-51
• 4.1.1 局部放電的特征49-50
• 4.1.2 局部放電的分類50-51
• 4.2 氣泡缺陷對電位的影響51-53
• 4.3 氣泡缺陷對電場強度的影響53-57
• 4.3.1 不同大小氣泡缺陷對電場強度的影響53-55
• 4.3.2 不同位置氣泡缺陷對電場強度的影響55-57
• 4.4 電壓等級對缺陷處電場的影響57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 污穢與缺陷狀態(tài)雷電沖擊分析59-67
• 5.1 觸頭盒表面存在20mm寬干燥帶59-63
• 5.2 觸頭盒內(nèi)部存在半徑為3mm氣泡缺陷63-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 附錄A 攻讀學位期間科研成果74

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3 黃s，

本文編號：959866