【摘要】：論述了大空間中計(jì)算小電極表面電場(chǎng)強(qiáng)度的方法;闡述了計(jì)算結(jié)果絕對(duì)數(shù)值的低準(zhǔn)確性與不可靠性,及獲得相對(duì)結(jié)果的必要性與工程實(shí)用性;給出了一種"新""舊"結(jié)構(gòu)場(chǎng)強(qiáng)比較策略,以利用電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算提供有價(jià)值的實(shí)用結(jié)果,解決實(shí)際工程問題。針對(duì)特高壓直流輸電試驗(yàn)線路電壓等級(jí)提升需要,采用獲得相對(duì)結(jié)果的策略,利用ANSYS軟件與邊界條件修正方法,對(duì)管母線和耐張塔處屏蔽環(huán)的電場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,給出了可以滿足電壓提升要求的屏蔽環(huán)結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

設(shè)定方法直接邐上（即圖中最左側(cè)的豎線）單元邊長控制為０．１ｍ，逡逑影響有限元法對(duì)導(dǎo)線表面電場(chǎng)的計(jì)算準(zhǔn)確度。邐場(chǎng)域邊界其他三條邊為０．４ｍ。逡逑對(duì)于雙極結(jié)構(gòu)的直流輸電線路，兩極導(dǎo)線距離逡逑很遠(yuǎn)，如果在有限元計(jì)算場(chǎng)域中包含兩極導(dǎo)線，則逡逑計(jì)算場(chǎng)域會(huì)更大，且由于導(dǎo)線很細(xì)（分裂導(dǎo)線更是逡逑如此），所以需要大量的網(wǎng)格單元才能得到較高準(zhǔn)確逡逑度的結(jié)果。處理方法是建立僅包含需要重點(diǎn)分析的邐＆逡逑導(dǎo)線及其金具，而另－極導(dǎo)線和大地的影響都由纟逡逑理設(shè)定邊界條件來表示，這會(huì)使有限元計(jì)算模型得邐圖２軸對(duì)稱計(jì)算模型與網(wǎng)格逡逑到大大簡(jiǎn)化，同時(shí)可以增加有效網(wǎng)格單元數(shù)，從而邐Ｆｉ＆２邋Ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｎｄ邋ｍｅｓｈ逡逑提高計(jì)算準(zhǔn)確度。邐對(duì)于該軸對(duì)稱模型，在圖２所示的網(wǎng)格分布下，逡逑下面以無限長雙極導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算為例介紹邐進(jìn)行反復(fù)修改右側(cè)豎線（對(duì)應(yīng)圓柱表面）上的電位逡逑有限元法的邊界條件設(shè)定方法。計(jì)算模型為：兩極邊界條件值’最后得到電位設(shè)為－４５ｋＶ邋（即導(dǎo)線電逡逑管母線豎直排列，母線直徑均為３００ｍｍ，下端的正邐壓的－４．５％）時(shí)，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度與上面考慮負(fù)逡逑極性母線高度為１７ｍ，電壓ｌＯＯＯｋＶ，上端的負(fù)極邐極性導(dǎo)線時(shí)的解析解相同。這樣就找到了利用簡(jiǎn)化逡逑性母線高度為４１ｍ，電壓為負(fù)ｌＯＯＯｋＶ。邐的有限元求解模型得到與原問題一致的計(jì)算方法。逡逑在不考慮負(fù)極性導(dǎo)線的情況下，，按導(dǎo)線為無限邐３．２計(jì)算屏蔽環(huán)模型時(shí)導(dǎo)線長度選擇逡逑長利用鏡像法可以得到解析解，結(jié)果為：導(dǎo)線表面邐上面已指出，由于有限元求解模型在圓柱兩個(gè)逡逑場(chǎng)強(qiáng)為１２．２４８ｋＶ／ｃｍ；若考慮負(fù)極性導(dǎo)線也可以利邐底面上設(shè)置的是電力線或電位法向?qū)?shù)為零的

；若考慮負(fù)極性導(dǎo)線也可以利邐底面上設(shè)置的是電力線或電位法向?qū)?shù)為零的邊界逡逑用鏡像法求解，所得場(chǎng)強(qiáng)為１４．３８８ｋＶ／ｃｍ，該結(jié)果邐條件，所以該模型意味著導(dǎo)線是無限長。因此，對(duì)逡逑等于沒有考慮負(fù)極性導(dǎo)線時(shí)的１．１７５倍。邐于長直導(dǎo)線問題，任何長度導(dǎo)線的有限元模型都可逡逑現(xiàn)在要利用不考慮負(fù)極性導(dǎo)線的有限元計(jì)算模邐以模擬無限長導(dǎo)線。但如果導(dǎo)線上有屏蔽環(huán)或金具，逡逑型進(jìn)行計(jì)算。模型設(shè)定為：圍繞正極性導(dǎo)線建立一則導(dǎo)線就要取一定長度，否則會(huì)影響屏蔽環(huán)表面場(chǎng)逡逑個(gè)圓柱求解區(qū)域，圓柱半徑為／？，如圖１所示，在邐強(qiáng)計(jì)算結(jié)果。下面利用長直管母線上套裝兩個(gè)屏蔽逡逑圓柱邊界上給定一個(gè)電位邊界條件�？稍O(shè)圓柱半徑邐環(huán)模型論述導(dǎo)線應(yīng)取多長才能使有元法模型的計(jì)算逡逑為任意尺寸，原則上講’半徑越大計(jì)算金具表面電邐精度滿足要求。首先給出一個(gè)概念：導(dǎo)線表面的場(chǎng)逡逑場(chǎng)時(shí)精確度越高’對(duì)于現(xiàn)在的軸對(duì)稱模型，可以設(shè)邐強(qiáng)會(huì)因?yàn)榧尤肫帘苇h(huán)后而有所下降’即便在遠(yuǎn)離屏逡逑圓柱半徑為正極性導(dǎo)線對(duì)地的距離。邐蔽環(huán)處也是如此。逡逑計(jì)算模型如圖３所示，兩個(gè)環(huán)的尺寸相同，環(huán)逡逑的內(nèi)表醒徑為Ｉａｒ，環(huán)導(dǎo)體管的直徑為１２０ｍｍ邋（即逡逑環(huán)中心線的直徑為ｌｍ＋０．１２ｍ），兩環(huán)中心間距為逡逑ｌ｜｜＾Ｂ邐１．６ｍ，導(dǎo)線直徑仍為３００＿。仍利用軸對(duì)稱翻計(jì)逡逑算，場(chǎng)域外邊界圓柱面仍�。�？＝１７ｍ，邊界電位仍設(shè)逡逑為－４５ｋＶ。網(wǎng)格剖分控制方法為：在屏蔽環(huán)截面的逡逑８１周上，將圓周分為４０段，軸線和外邊界剖分尺寸逡逑圖１管母線簡(jiǎn)化模型邐與上面僅有管母線的模型相同。逡逑Ｆｉｇ．ｌ邋Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｐｉｐｅ邋ｂｕｓｅｓ逡逑利用圖ｉ所示的軸對(duì)稱模型進(jìn)行有限元計(jì)算邐
【作者單位】： 清華大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國電力科學(xué)研究院高壓所;
【分類號(hào)】：TM751;TM721.1

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2539937