【摘要】：論述了大空間中計算小電極表面電場強度的方法;闡述了計算結果絕對數(shù)值的低準確性與不可靠性,及獲得相對結果的必要性與工程實用性;給出了一種"新""舊"結構場強比較策略,以利用電場數(shù)值計算提供有價值的實用結果,解決實際工程問題。針對特高壓直流輸電試驗線路電壓等級提升需要,采用獲得相對結果的策略,利用ANSYS軟件與邊界條件修正方法,對管母線和耐張塔處屏蔽環(huán)的電場進行計算,給出了可以滿足電壓提升要求的屏蔽環(huán)結構。
【圖文】：

設定方法直接邐上（即圖中最左側的豎線）單元邊長控制為０．１ｍ，逡逑影響有限元法對導線表面電場的計算準確度。邐場域邊界其他三條邊為０．４ｍ。逡逑對于雙極結構的直流輸電線路，兩極導線距離逡逑很遠，如果在有限元計算場域中包含兩極導線，則逡逑計算場域會更大，且由于導線很細（分裂導線更是逡逑如此），所以需要大量的網(wǎng)格單元才能得到較高準確逡逑度的結果。處理方法是建立僅包含需要重點分析的邐＆逡逑導線及其金具，而另－極導線和大地的影響都由纟逡逑理設定邊界條件來表示，這會使有限元計算模型得邐圖２軸對稱計算模型與網(wǎng)格逡逑到大大簡化，同時可以增加有效網(wǎng)格單元數(shù)，從而邐Ｆｉ＆２邋Ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｎｄ邋ｍｅｓｈ逡逑提高計算準確度。邐對于該軸對稱模型，在圖２所示的網(wǎng)格分布下，逡逑下面以無限長雙極導線表面場強計算為例介紹邐進行反復修改右側豎線（對應圓柱表面）上的電位逡逑有限元法的邊界條件設定方法。計算模型為：兩極邊界條件值’最后得到電位設為－４５ｋＶ邋（即導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，導線表面電場強度與上面考慮負逡逑極性母線高度為１７ｍ，電壓ｌＯＯＯｋＶ，上端的負極邐極性導線時的解析解相同。這樣就找到了利用簡化逡逑性母線高度為４１ｍ，電壓為負ｌＯＯＯｋＶ。邐的有限元求解模型得到與原問題一致的計算方法。逡逑在不考慮負極性導線的情況下，，按導線為無限邐３．２計算屏蔽環(huán)模型時導線長度選擇逡逑長利用鏡像法可以得到解析解，結果為：導線表面邐上面已指出，由于有限元求解模型在圓柱兩個逡逑場強為１２．２４８ｋＶ／ｃｍ；若考慮負極性導線也可以利邐底面上設置的是電力線或電位法向導數(shù)為零的

；若考慮負極性導線也可以利邐底面上設置的是電力線或電位法向導數(shù)為零的邊界逡逑用鏡像法求解，所得場強為１４．３８８ｋＶ／ｃｍ，該結果邐條件，所以該模型意味著導線是無限長。因此，對逡逑等于沒有考慮負極性導線時的１．１７５倍。邐于長直導線問題，任何長度導線的有限元模型都可逡逑現(xiàn)在要利用不考慮負極性導線的有限元計算模邐以模擬無限長導線。但如果導線上有屏蔽環(huán)或金具，逡逑型進行計算。模型設定為：圍繞正極性導線建立一則導線就要取一定長度，否則會影響屏蔽環(huán)表面場逡逑個圓柱求解區(qū)域，圓柱半徑為／？，如圖１所示，在邐強計算結果。下面利用長直管母線上套裝兩個屏蔽逡逑圓柱邊界上給定一個電位邊界條件。可設圓柱半徑邐環(huán)模型論述導線應取多長才能使有元法模型的計算逡逑為任意尺寸，原則上講’半徑越大計算金具表面電邐精度滿足要求。首先給出一個概念：導線表面的場逡逑場時精確度越高’對于現(xiàn)在的軸對稱模型，可以設邐強會因為加入屏蔽環(huán)后而有所下降’即便在遠離屏逡逑圓柱半徑為正極性導線對地的距離。邐蔽環(huán)處也是如此。逡逑計算模型如圖３所示，兩個環(huán)的尺寸相同，環(huán)逡逑的內(nèi)表醒徑為Ｉａｒ，環(huán)導體管的直徑為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，導線直徑仍為３００＿。仍利用軸對稱翻計逡逑算，場域外邊界圓柱面仍�。�？＝１７ｍ，邊界電位仍設逡逑為－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所示的軸對稱模型進行有限元計算邐
【作者單位】： 清華大學電機系電力系統(tǒng)國家重點實驗室;中國電力科學研究院高壓所;
【分類號】：TM751;TM721.1

【參考文獻】

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