40.5kV真空灭弧室内部电场强度分布的仿真分析

40.5 kV/2.5 kA/63 kA真空灭弧室作为363 kV/5 kA/63 kA快速断路器串联模块的子单元,研究其内部电场强度分布以确保其绝缘性能,对于整套快速断路器装置的安全可靠运行尤为重要。根据实际参数搭建了40.5 kV真空灭弧室的基本模型,利用Ansoft 有限元计算仿真软件搭建了40.5 kV真空灭弧室的仿真模型,进行了电场强度分布的仿真计算,得到了灭弧室中的动触头台阶倒角区域、动触头倒角区域、静触头台阶倒角区域、静触头倒角区域的电场强度最大,最有可能发生击穿的结论。提出了通过改变台阶倒角和触头倒角以改善电场分布进行优化设计的建议,并利用Ansoft 仿真软件进行改变台阶倒角值和触头倒角值后的仿真计算,得到了触头台阶处倒角取值2mm、动静触头倒角2mm或3mm的设计较优,只设置1个触头片时触头倒角取值3 mm设计较优。     

具有串并联结构的363kV真空断路器温升研究

温升是高压真空断路器状态监测时需要重点考虑的技术指标,具有串并联结构的363 kV快速真空断路器对每一个灭弧室单元提出了更高的可靠性要求。为向363 kV快速真空断路器的温升监测提供参考,基于断路器的实际设计尺寸,建立了三维电磁-热耦合模型,引入辐射、对流、接触电阻等多重边界条件,采用有限元法计算得到了整机不同工况下的温度分布。计算结果表明:导电铜排和真空灭弧室触头温度最高,断路器整体在额定电流和短路冲击电流下的最高温度为73.3 C和93.3 °C,满足温升标准和热稳定性要求。     

126kV双断口快速真空断路器仿真研究

快速真空断路器因其动作速度快、可靠性高、动作分散性小等特点，目前多应用于中低压配用电系统。以一种限制变压器励磁涌流的126 kV双断口罐式结构的快速真空断路器为例，采用有限元仿真研究了其电场、磁场、温度场分布。仿真结果表明，采用罐式双断口结构的快速真空断路器的绝缘性能、磁场分布及通流性能均满足设计要求。     

363kV真空断路器支柱绝缘子模态及地震响应谱分析

当地震波的振动频率接近电力设备支柱绝缘子的固有振动频率时,可引发共振现象而导致设备损坏。针对363 kV真空断路器支柱绝缘子建立了有限元模型,对支柱绝缘子进行地震响应谱分析,可为支柱绝缘子结构的设计提供参考。首先对支柱绝缘子进行结构静力学分析,计算支柱绝缘子自身应力分布;其次进行有预应力模态仿真分析,计算出支柱绝缘子1-10阶振型对应的模态频率;最后在计算出各阶模态频率的基础之上,对断路器支柱绝缘子进行了地震响应谱分析,在x +y方向施加EI Centro波加速度频谱,计算出支柱绝缘子的最大应力分布和沿各坐标轴方向的最大形变位移。     

330kV输电线路防鸟害绝缘护套仿真分析及应用

为研究330 kV输电线路安装绝缘护套的防鸟害效果,采用Ansoft对330 kV线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布进行仿真分析。结果表明:对330 kV输电线路而言,当绝缘护套厚度为1 cm、导线夹有效长度为50 cm时,防鸟害效果最佳;将导线、金具和均压环都包覆在内时,绝缘子高压端电场分布最优。最后结合仿真分析结果,对输电线路防鸟害绝缘护套的现场应用提出了建议。     

真空断路器截流对变压器铁心剩磁的影响

研究了真空断路器开断空载变压器时截流现象对变压器铁心剩磁的影响。采用变压器铁心结构包括三相三柱式以及三相五柱式结构,分别对A相分闸角度从0°到90°以及180°时.的结果进行分析。仿真结果表明在截流存在的情况下, 铁心剩余磁通值与无截流的情况下有很大区别。在三相同步开断的情况下,三相三柱式铁心结构的变压器剩余磁通分布的差值达到.0.4 p.u. ,而三相五柱式铁心结构的变压器剩余磁通分布的差值达到了1.2 p. u。在三相分相开断的情况下,分闸角为0°和180°时,三相三柱式和三相五柱式2种铁心结构的变压器剩余磁通分布的差值均不到0.1 p.u. ,此时通过积分电压来计算剩余磁通的值可以不考虑截流值带来的影响。研究结果对于相控技术中计算剩余磁通具有重要的意义。     

RTV涂层表面憎水分布对其防污闪性能的影响

通过在玻璃绝缘子上配置不同的 RTV 涂层方式,模拟涂覆了 RTV 涂层的绝缘子表面各种憎水性分布情况,进行短时污秽耐受试验和人工污秽闪络试验,研究 RTV 涂层表面憎水性分布不均对其防污闪性能的影响。研究结果表明:当涂覆有 RTV 涂料的绝缘子表面憎水性分布不均时,其污闪电压严重下降。绝缘子下表面涂层的憎水性对绝缘子防污闪能力影响尤为显著。     

零值绝缘子带电检测方法探讨

通过多种零值绝缘子带电检测的模拟试验,对比了零值绝缘子检测的绝缘电阻法、火花间隙法、电压分布法、红外热成像法的优缺点,结果表明红外热成像法更适合不停电状态下零值绝缘子的大面积普测。     

一起800kV罐式断路器绝缘故障判断分析

针对黄河变电站设备运行过程中发生的一起800 kV罐式断路器绝缘故障,通过现场试验及解体检查等方法进行分析,找出了故障发生的原因。分析结果表明:断路器盆式绝缘子根部存在残留异物或凝露,导致运行中放电击穿,是造成断路器绝缘故障的根本原因。     

GIS中快速真空开关灭弧室波纹管机械寿命研究

当快速真空断路器放入GIS中,真空灭弧室波纹管会承受3种不同条件的严峻考验,分别为高分闸速度高气压环境、重复性大幅度机械压缩。为了确定GIS内真空灭弧室波纹管在高气压环境及高分闸速度下的机械寿命,采用流固耦合仿真方法对波纹管在分闸过程中的机械波传递、等效应力值及机械寿命进行了仿真分析研究。仿真结果表明:波纹管分闸过程中机械波传递速率不随分闸速度及内部气压的变化而改变,随着气压和分闸速度的增大,波纹管最大等效应力值呈阶跃式增大,机械寿命则呈减小趋势。通过对波纹管机械寿命实验,得到了GIS中真空灭弧室波纹管在高气压环境高分闸速度下的机械寿命情况,实验结果与仿真结果较为吻合。     

两起同型号单断口330kVGIS断路器击穿故障分析

以两起同型号单断口330 kV GIS断路器击穿故障为例,结合返厂解体、电场仿真、工艺模拟试验、绝缘裕度验证试验等,对其产生原因进行分析,并提出相应的防范措施。结果表明:单断口结构在无异物的情况下可正常运行,绝缘裕度符合要求,两次击穿故障主要是断路器内存在异物,需从装配至现场安装全过程管控。     

750kVGIS隔离开关用绝缘拉杆炸裂原因分析

盆式绝缘子、绝缘拉杆、支柱绝缘子等绝缘件作为GIS设备内部重要的绝缘、传动部件,故障率仅次于异物放电。通过绝缘拉杆运动特性分析、X射线成像检测、异物分析、微观分析、电场仿真分析等方法,对一起750 kV GIS 设备隔离开关交接试验过程击穿炸裂进行分析。针对分析结果给出了隔离开关的故障原因为连接机构侧的绝缘管粘接面加工操作不当造成了绝缘管层间疏松,导致粘接面存在气隙缺陷,缺陷逐渐延伸扩展,最终诱发绝缘拉杆层间连续放电通道。     

SF6组合电器典型缺陷模型电场仿真优化设计

SF₆组合电器设备逐年增多,以及部分设备运行年限较长,SF6组合电器设备发生故障也越来越多。组合电器局部放电故障极其复杂,缺陷的特性、电场分布情况无法被直观观察到,造成检测人员不能准确地分析放电缺陷。通过电场仿真分析悬浮电位放电、绝缘缺陷、电晕放电、自由颗粒缺陷4种典型缺陷,2种结构模型的电场分布情况,进一步阐释局部放电缺陷形成机理,有助于检测人员分析局部放电缺陷形成过程。     

断路器合闸电阻运行可靠性分析及故障诊断技术研究

合闸电阻作为断路器合闸过程中合闸涌流、操作过电压抑制的重要部件,主要应用在 800kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其特殊的应用环境导致其故障率较均压电容、支撑绝缘件等其他电气部件高。然而,在合闸电阻日常运维与故障诊断过程中,无相应的标准与系统的方法对其是否存在缺陷以及故障后的故障原因进行分析。 本文首先对合闸电阻特性参数与工作原理进行介绍,之后对串联结构断路器与并联结构断路器分别进行运行可靠性与故障诊断技术研究。提出了动态电阻拟合、声振信号检测、绝缘性能测试、热容量测试等断路器运行过程中合闸电阻状态监测方法,以及基于 ICP的合闸电阻堆拼接、应力特性分析、电场仿真等合闸电阻故障诊断方法,最后通过设备解体验证了所提方法在合闸电阻运行状态检测过程中的可行性。     

750kV同塔双回输电线路下电场效应影响因素分析

750 kV同塔双回输电线路下方农田、葡萄田经常发生“电击”现象。通过电场仿真计算、现场实测工频电场强度、工频磁场强度,研究分析750 kV同塔双回输电线路下方地面1.5 m高处电场强度、工频磁场强度的分布及影响因素。电场仿真计算与现场实测电场效应的分布及影响因素基本一致。通过研究输电线路下方电场效应影响因素,为电场效应的抑制措施提供参考。