高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中承受的不均勻電場(chǎng)將會(huì)導(dǎo)致絕緣介質(zhì)內(nèi)部或表面出現(xiàn)高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域,危害電力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。針對(duì)12 kV鎧裝型移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備,文中利用Ansys Maxwell建立了開(kāi)關(guān)柜電纜室三維瞬態(tài)電場(chǎng)有限元仿真模型,獲得了開(kāi)關(guān)柜電纜室在10 kV系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓下的電場(chǎng)分布特征和電場(chǎng)集中區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,研究了不同母線電壓值、三相電壓不平衡對(duì)觸頭盒、避雷器、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子以及母線相間處最大電場(chǎng)強(qiáng)度單元節(jié)點(diǎn)的影響。仿真結(jié)果表明:觸頭盒內(nèi)部、避雷器高壓端、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子與靜觸頭接觸處電場(chǎng)較為集中,且不同母線電壓值、三相電壓不平衡對(duì)上述部件所承受的瞬態(tài)電場(chǎng)影響很大。文中電場(chǎng)仿真結(jié)果對(duì)改善開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部電場(chǎng)分布、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)具有一定參考價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：高壓電器. 2020,56(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

電纜室結(jié)構(gòu)模型圖

取t=0.005 s時(shí)刻對(duì)開(kāi)關(guān)柜電纜室電場(chǎng)分布進(jìn)行分析，即A相母線瞬時(shí)電壓為8.165 0 k V,B、C相母線瞬時(shí)電壓為-4.082 5 k V，得到的電場(chǎng)分布見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，觸頭盒內(nèi)部、避雷器高壓端、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子與靜觸頭接觸處電場(chǎng)較為集中，觸頭盒內(nèi)部的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值達(dá)到0.412 8 k V/mm，避雷器高壓端最大場(chǎng)強(qiáng)值為2.077 53 k V/mm，支柱絕緣子最大電場(chǎng)強(qiáng)度值為0.585 47 k V/mm，而A、B母線相間最大場(chǎng)強(qiáng)值僅為0.099 34 k V/mm，電場(chǎng)分布極不均勻。為了能夠得到觸頭盒、避雷器、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子和母線相間處在一個(gè)周期內(nèi)的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值以及隨著時(shí)間的變化規(guī)律。因此，在Ansys Maxwell的后處理過(guò)程中，分別找出上述部件和母線相間處電場(chǎng)強(qiáng)度值最大的單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，然后通過(guò)Ansys Maxwell場(chǎng)后處理器定義A、B、C相觸頭盒中最大電場(chǎng)強(qiáng)度單元節(jié)點(diǎn)分別為觸頭盒A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)；避雷器、支柱絕緣子類(lèi)同；AB、BC母線相間處最大電場(chǎng)強(qiáng)度單元節(jié)點(diǎn)分別為相間A點(diǎn)、C點(diǎn)，得到這些節(jié)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化曲線，見(jiàn)圖3。

為了能夠得到觸頭盒、避雷器、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子和母線相間處在一個(gè)周期內(nèi)的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值以及隨著時(shí)間的變化規(guī)律。因此，在Ansys Maxwell的后處理過(guò)程中，分別找出上述部件和母線相間處電場(chǎng)強(qiáng)度值最大的單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，然后通過(guò)Ansys Maxwell場(chǎng)后處理器定義A、B、C相觸頭盒中最大電場(chǎng)強(qiáng)度單元節(jié)點(diǎn)分別為觸頭盒A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)；避雷器、支柱絕緣子類(lèi)同；AB、BC母線相間處最大電場(chǎng)強(qiáng)度單元節(jié)點(diǎn)分別為相間A點(diǎn)、C點(diǎn)，得到這些節(jié)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化曲線，見(jiàn)圖3。從圖3中各節(jié)點(diǎn)的曲線可以看出，觸頭盒、避雷器、接地開(kāi)關(guān)支柱絕緣子中的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值都出現(xiàn)在各相電壓峰值時(shí)刻，而AB母線相間、BC母線相間處最大電場(chǎng)強(qiáng)度值由于受到兩相電壓的共同作用，分別出現(xiàn)在0.004 s、0.01 s時(shí)刻。需要說(shuō)明的是，由于仿真軟件顯示的原因，只能顯示電場(chǎng)的大小不能顯示方向[16]，因此圖3所示電場(chǎng)曲線均位于坐標(biāo)軸的上半部分，實(shí)際上電場(chǎng)強(qiáng)度也是按正弦規(guī)律變化的。其中，在一個(gè)周期內(nèi)，避雷器的電場(chǎng)強(qiáng)度值為最大，支柱絕緣子和觸頭盒次之，母線相間處的電場(chǎng)強(qiáng)度值在四者中最小。利用Ansys Maxwell軟件自帶的查看時(shí)間載荷步處計(jì)算結(jié)果的功能，把周期內(nèi)各節(jié)點(diǎn)處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值列出來(lái)，見(jiàn)表1。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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