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临界折射纵波在盆式绝缘子环氧中的渗透深度
1
作者 张杰 王伟 +4 位作者 徐玉东 宋建成 吝伶艳 张建花 张凯 《高压电器》 北大核心 2025年第7期142-149,共8页
GIS盆式绝缘子在制造加工过程中会产生残余应力,残余应力会降低绝缘子的机械强度并最终导致其破裂,这是影响绝缘子安全运行的重大安全隐患。临界折射纵波(LCR)对材料应力极为敏感,它可以用于检测盆式绝缘子的残余应力。文中分析了LCR波... GIS盆式绝缘子在制造加工过程中会产生残余应力,残余应力会降低绝缘子的机械强度并最终导致其破裂,这是影响绝缘子安全运行的重大安全隐患。临界折射纵波(LCR)对材料应力极为敏感,它可以用于检测盆式绝缘子的残余应力。文中分析了LCR波法检测环氧材料不同深度内部应力的原理,建立了LCR波在环氧复合材料中传播的有限元仿真模型,研究了不同频率LCR波在环氧中的传播特性,得到常见频率下LCR波在环氧材料中传播深度表达式,并进行了实验验证。结果表明,LCR波在环氧复合材料的渗透深度随着波的频率的增加而衰减,通过改变探头产生的LCR波频率,可准确控制LCR波在环氧复合材料中的渗透深度,进而可以计算材料在该深度下的平均应力。这不仅可以为盆式绝缘子残余应力出厂检测,也可以为运行中盆式绝缘子的状态监测提供理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 临界折射纵波 盆式绝缘子 环氧复合材料 渗透深度 残余应力
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GIS盆式绝缘子残余应力分布检测及成像研究
2
作者 陈荣 何金 +5 位作者 贺春 李松原 赵琦 刘松涛 张涵璞 李进 《高压电器》 北大核心 2025年第9期18-23,共6页
盆式绝缘子是GIS的重要支撑绝缘结构,但是浇注成型过程中环氧树脂交联反应和冷却收缩会使盆式绝缘子内部产生一定的残余应力,与运行载荷叠加容易导致盆式绝缘子开裂,严重威胁GIS设备可靠运行。文中基于声弹性效应设计了一套针对盆式绝... 盆式绝缘子是GIS的重要支撑绝缘结构,但是浇注成型过程中环氧树脂交联反应和冷却收缩会使盆式绝缘子内部产生一定的残余应力,与运行载荷叠加容易导致盆式绝缘子开裂,严重威胁GIS设备可靠运行。文中基于声弹性效应设计了一套针对盆式绝缘子内部残余应力的自动检测与成像系统,首先测试了2.5、1.5 MHz两种频率下环氧树脂复合材料的超声纵波声弹性系数,通过编写工业机械臂扫描路径程序完成对盆式绝缘子各个待测点位超声传输时间的自动采集,联立双频下声弹性方程消去构件厚度变量,实现盆式绝缘子内部残余应力分布检测与成像,为盆式绝缘子可靠性评价提供参考。 展开更多
关键词 GIS 盆式绝缘子 残余应力 声弹性效应 分布成像
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基于NSGA-Ⅱ算法的GIS隔离开关盆式绝缘子电场分布和机械性能综合优化 被引量：4
3
作者 张维凯 孙强 +3 位作者 葛延鹏 甲宗庆 谭文 高文胜 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期336-345,共10页
为提高高压GIS隔离开关内盆式绝缘子的绝缘性能,对盆式绝缘子的结构设计进行了优化。首先基于有限元仿真分析了原结构下盆式绝缘子周围的电场分布情况和盆体的机械性能,基于贝塞尔曲线下的伯恩斯坦多项式对盆式绝缘子的凹面和凸面形状... 为提高高压GIS隔离开关内盆式绝缘子的绝缘性能,对盆式绝缘子的结构设计进行了优化。首先基于有限元仿真分析了原结构下盆式绝缘子周围的电场分布情况和盆体的机械性能,基于贝塞尔曲线下的伯恩斯坦多项式对盆式绝缘子的凹面和凸面形状进行了参数化重构,进而构建了考虑机械强度和电场分布的双目标优化模型,并基于非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现了盆式绝缘子的结构优化,得到了盆式绝缘子在不同机械强度指标下的最优电场分布及对应结构。最终实现优化后的盆式绝缘子凹面和凸面的沿面场强最大值和盆体的最大应力值均在许用值内,凹面和凸面的最大场强相比于原结构分别下降11.63%和12.87%,此时机械性能裕度为1.11,相比于原结构仅下降了2.93%。该优化方法可在满足绝缘子机械强度的基础上有效改善绝缘子表面电场分布,对隔离开关内盆式绝缘子的结构优化设计具有重要意义。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 有限元法 电场分布 机械强度 多目标优化 NSGA-Ⅱ算法
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特高压盆式绝缘子水压试验与中心嵌件结构优化 被引量：1
4
作者 朱思佳 张语桐 +3 位作者 闫爽 张鹏飞 刘鹏 彭宗仁 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2506-2515,共10页
中心嵌件结构是影响特高压盆式绝缘子力学性能的关键,合理的结构优化设计可有效提升绝缘子水压破坏值和设计裕度,保障绝缘子安全稳定运行。为此,建立了盆式绝缘子的电场、应力场分布仿真计算模型,对比了不同中心嵌件结构型式方案;在此... 中心嵌件结构是影响特高压盆式绝缘子力学性能的关键,合理的结构优化设计可有效提升绝缘子水压破坏值和设计裕度,保障绝缘子安全稳定运行。为此,建立了盆式绝缘子的电场、应力场分布仿真计算模型,对比了不同中心嵌件结构型式方案;在此基础上进行优选,探究了中心嵌件应力释放槽和倒角过渡线典型结构参数对界面应力的影响,得出了中心嵌件的优化结构和绝缘子水压破坏机制,开展了试验验证。结果表明,凸起金属部分可以降低三结合区的应力分布。此外,靠近界面、深度增加的应力释放槽配合适当的加工宽度可以降低三结合点应力值,在界面端部用倒角过渡可以消除三结合点应力最大的现象。优化后绝缘子三结合点应力值可降低92.94%,界面应力最大值降低83.22%,绝缘子耐受4.5 MPa水压后仍可通过电气性能试验,验证了优化设计的有效性和可行性。研究结果可为盆式绝缘子的结构设计和优化调控提供参考。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 中心嵌件 水压试验 应力分布 结构优化
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基于模态分析的GIS盆式绝缘子带电检测技术 被引量：1
5
作者 李璐 彭琪 +3 位作者 苏征 刘琛浩 宋颜峰 李军浩 《高压电器》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页
GIS盆式绝缘子表面污秽和裂纹等缺陷会使得其表面的闪络电压降低,严重危害电力网络的正常运行,因此盆式绝缘子状况检测研究对于保障电网安全运行具有重要意义。基于模态分析法,文中研制了盆式绝缘子状态带电检测系统,对盆式绝缘子表面... GIS盆式绝缘子表面污秽和裂纹等缺陷会使得其表面的闪络电压降低,严重危害电力网络的正常运行,因此盆式绝缘子状况检测研究对于保障电网安全运行具有重要意义。基于模态分析法,文中研制了盆式绝缘子状态带电检测系统,对盆式绝缘子表面污秽、裂纹缺陷开展试验研究。结果表明盆式绝缘子污秽缺陷会使得其模态传递函数幅值发生变化,且盆式绝缘子模态特性对于污秽质量的变化敏感;裂纹缺陷会使得盆式绝缘子模态传递函数极值点发生后移;表面污秽与表面裂纹缺陷共同作用下,模态传递函数的高频段2000~4000 Hz内幅值变化更剧烈,模态特性差异更明显。基于该检测系统开展现场测试,解体检查结果显示该检测系统可准确检测GIS盆式绝缘子状态。文中的研究为GIS盆式绝缘子状态的带电检测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 GIS 盆式绝缘子 状态检测 模态特性 传递函数
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一种降低GIS盆式绝缘子局部放电的方法及应用 被引量：1
6
作者 刘东阳 王瑶 +1 位作者 佟维妍 赵俊卿 《绝缘材料》 北大核心 2025年第1期137-144,共8页
为降低气体绝缘全封闭组合电器(GIS)中的盆式绝缘子的局部放电,减少绝缘故障的产生,提高GIS运行的安全稳定性,本文以252kV盆式绝缘子作为仿真分析对象,采用Comsol软件对含接地屏蔽环(简称“地屏环”)和不含地屏环的盆式绝缘子进行仿真计... 为降低气体绝缘全封闭组合电器(GIS)中的盆式绝缘子的局部放电,减少绝缘故障的产生,提高GIS运行的安全稳定性,本文以252kV盆式绝缘子作为仿真分析对象,采用Comsol软件对含接地屏蔽环(简称“地屏环”)和不含地屏环的盆式绝缘子进行仿真计算,并对不同尺寸的地屏环进行仿真对比分析,通过试验进一步验证盆式绝缘子的绝缘性能及力学性能。结果表明:盆式绝缘子增加地屏环可有效改善楔形气隙区域电场并显著降低盆式绝缘子的局部放电值。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 局部放电 接地屏蔽环 仿真计算 绝缘性能
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考虑气隙缺陷与介电功能梯度材料的GIS盆式绝缘子电场特性研究 被引量：1
7
作者 吴彦亨 罗艳 +1 位作者 马鹏欢 张琴琴 《绝缘材料》 北大核心 2025年第1期91-96,共6页
气隙缺陷是GIS盆式绝缘子内部常见的缺陷之一,气隙会引起电场畸变,而介电功能梯度材料的引入可以优化盆式绝缘子的局部电场,但在气隙缺陷与介电功能梯度材料共同作用下,其电场特性尚未可知。因此,本文建立具有均匀介质和介电功能梯度材... 气隙缺陷是GIS盆式绝缘子内部常见的缺陷之一,气隙会引起电场畸变,而介电功能梯度材料的引入可以优化盆式绝缘子的局部电场,但在气隙缺陷与介电功能梯度材料共同作用下,其电场特性尚未可知。因此,本文建立具有均匀介质和介电功能梯度材料(ε-FGM)的GIS盆式绝缘子电场仿真模型,讨论气隙的存在及气隙位置对于均匀介质和ε-FGM盆式绝缘子电场分布的影响。结果表明:引入的介电功能梯度材料的调控效果较为理想。当均匀介质盆式绝缘子中掺杂气隙时,靠近高压导体、绝缘子中部、靠近接地外壳3个气隙位置的场强均有明显的增加,电场增加率分别为85.32%、78.10%和68.69%。气隙缺陷对ε-FGM盆式绝缘子电场特性影响趋势基本和对均匀介质盆式绝缘子的影响趋势一致,但从具体数值上看,气隙缺陷对ε-FGM盆式绝缘子电场特性影响与对均匀介质盆式绝缘子的影响仍有一定的差异性。气隙缺陷对于介电功能梯度材料绝缘子电场值的影响更大,在设计介电功能梯度材料绝缘子时,应尤其注意对介质中气隙缺陷的抑制。 展开更多
关键词 气隙缺陷 GIS盆式绝缘子 介电常数 功能梯度材料 有限元方法 电场特性
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直流电压下盆式绝缘子表面电荷对沿面闪络的影响 被引量：1
8
作者 金硕 郭世瑞 +3 位作者 杨宇晨 吴子威 张晓星 张瑞 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1180-1190,共11页
直流电压下GIS盆式绝缘子表面的电荷积聚会引起电场畸变,降低绝缘裕度,在电压极性反转过程中电场畸变情况更加严重,发生沿面闪络等故障的风险将进一步提升。围绕上述问题,该文以缩比盆式绝缘子为主要研究对象,采用有限元仿真研究了正、... 直流电压下GIS盆式绝缘子表面的电荷积聚会引起电场畸变,降低绝缘裕度,在电压极性反转过程中电场畸变情况更加严重,发生沿面闪络等故障的风险将进一步提升。围绕上述问题,该文以缩比盆式绝缘子为主要研究对象,采用有限元仿真研究了正、负电压下以及极性反转电压下的盆式绝缘子表面电荷分布特性,并结合闪络试验揭示了电荷分布对闪络电压的影响。研究结果表明,电荷密度随着加压时间的增大而增加,导致闪络电压降低,正极性电压下闪络电压最大可下降9.3%,负极性电压下闪络电压最大可下降10.7%;在负极性转正极性过程中,闪络电压最大可下降12.3%,而在正极性转负极性过程中,闪络电压最大可下降29.4%;且闪络电压与电荷密度表现为负相关。 展开更多
关键词 电荷积聚 沿面闪络 盆式绝缘子 直流GIS 极性反转
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基于表面轮廓曲线优化的直流GIS/GIL盆式绝缘子设计方法
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作者 王靖瑞 公衍峰 +3 位作者 刘智鹏 刘芳 赵晓博 李庆民 《高压电器》 北大核心 2025年第3期87-95,共9页
绝缘子沿面绝缘是直流GIS/GIL绝缘系统的薄弱环节,由于常规交流绝缘子设计准则不再适用于直流工况,研制新型直流GIS/GIL盆式绝缘子对提升直流管道装备可靠性具有重要意义。该研究将直流GIS/GIL中金属微粒的危险运动行为影响纳入管道电... 绝缘子沿面绝缘是直流GIS/GIL绝缘系统的薄弱环节,由于常规交流绝缘子设计准则不再适用于直流工况,研制新型直流GIS/GIL盆式绝缘子对提升直流管道装备可靠性具有重要意义。该研究将直流GIS/GIL中金属微粒的危险运动行为影响纳入管道电极表面场强控制范畴,明确绝缘子初始状态与直流叠加雷电冲击复合电压下沿面场强控制标准,并建立表面电荷积聚与复合电压耦合作用下绝缘子沿面场强考核模型。进一步提出基于表面轮廓曲线优化的直流盆式绝缘子设计方法,依托Bernstein方程开展绝缘子表面轮廓曲线重构,建立轮廓曲线几何控制系数的概念及定义,支撑开展盆式绝缘子优化设计;以绝缘子沿面法向场强(En)与切向场强(Et)最小化为目标,利用粒子群算法进行几何控制系数寻优分析并开展直流绝缘子设计。新型直流绝缘子结构可使凸侧与凹侧的法向场强较交流绝缘子分别降低45.4%和53.0%,法向场强分别降低1.4%和7.5%,复合电压下两侧切向场强分别为7.34、8.33 kV/mm,可满足绝缘需求。该研究可为直流GIS/GIL盆式绝缘子研制提供指导与参考。 展开更多
关键词 直流GIS/GIL 盆式绝缘子 轮廓曲线优化 复合电压 切向场强 法向场强
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金属微粒对直流GIL盆式绝缘子电场的影响
10
作者 尉元龙 何柏娜 +3 位作者 崔荣喜 代维汉 张东进 王硕 《电力工程技术》 北大核心 2025年第5期198-207,共10页
针对直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)内部发生金属微粒污染时,金属微粒易附着在盆式绝缘子表面,威胁设备安全运行的问题。文中建立一种直流GIL电场仿真模型,结合直流GIL运行工况,选取毫米级金属微粒,综合考... 针对直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)内部发生金属微粒污染时,金属微粒易附着在盆式绝缘子表面,威胁设备安全运行的问题。文中建立一种直流GIL电场仿真模型,结合直流GIL运行工况,选取毫米级金属微粒,综合考虑微粒尺寸、形态、附着位置以及多微粒聚集等因素,分析金属微粒缺陷对盆式绝缘子表面电场分布的影响。结果表明:单个微粒附着于绝缘子表面会导致电场强度超过安全阈值;毫米级微粒尺寸对电场畸变的影响存在边界递减效应;微粒附着位置的电势、曲率大小与绝缘子表面电场畸变程度呈正相关;当微粒为锥形、线形等不规则形状或者微粒呈纵向聚集时,绝缘子表面电场畸变程度急剧增大;在电压极性反转工况下,金属微粒附近电场畸变更为严重。 展开更多
关键词 气体绝缘输电线路(GIL) 金属微粒 盆式绝缘子 毫米级微粒 电场畸变 电压极性反转
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基于超声纵波法的GIS盆式绝缘子应力测量方法研究
11
作者 李小婧 焦国勋 +4 位作者 杨晟 杨冬冬 王伟 程胤章 宋建成 《高压电器》 北大核心 2025年第3期80-86,95,共8页
GIS盆式绝缘子的导电杆不对中是盆式绝缘子产生内部应力的原因之一,它会使盆式绝缘子在局部承受较大的应力甚至产生裂纹,从而引发漏气或局部放电等严重故障。文中分析了GIS盆式绝缘子在导电杆不对中工况下的应力分布规律,采用有限元仿... GIS盆式绝缘子的导电杆不对中是盆式绝缘子产生内部应力的原因之一,它会使盆式绝缘子在局部承受较大的应力甚至产生裂纹,从而引发漏气或局部放电等严重故障。文中分析了GIS盆式绝缘子在导电杆不对中工况下的应力分布规律,采用有限元仿真软件对盆式绝缘子在导电杆不对中工况下的应力分布进行了仿真计算,根据仿真计算结果,基于超声纵波法对盆式绝缘子在导电杆不对中时不同位置处的应力进行了测量并与仿真结果进行了对比。结果表明,盆式绝缘子在导电杆不对中工况下的应力最大处位于盆体凸面的中间位置,仿真计算与实验测量结果一致性较好,可以用于盆式绝缘子的应力测量。 展开更多
关键词 GIS盆式绝缘子 应力 导电杆不对中 超声波
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温度梯度下直流GIL盆式绝缘子电荷积聚与电场特性仿真研究
12
作者 李祖元 何柏娜 +5 位作者 李辉 董彦辰 刘晨旭 高磊 代维汉 刘烨 《绝缘材料》 北大核心 2025年第9期100-108,共9页
由于直流气体绝缘输电线路(DC GIL)盆式绝缘子表面存在电荷积聚现象,导致沿面闪络电压降低,威胁系统的绝缘性能和运行安全。为探究电荷积聚机理,本文基于材料电导率与温度和场强之间的关系,综合考虑正、负离子的产生、复合、扩散过程,... 由于直流气体绝缘输电线路(DC GIL)盆式绝缘子表面存在电荷积聚现象,导致沿面闪络电压降低,威胁系统的绝缘性能和运行安全。为探究电荷积聚机理,本文基于材料电导率与温度和场强之间的关系,综合考虑正、负离子的产生、复合、扩散过程,并采用双极性电荷输运模型分析绝缘子气-固界面的电荷密度以及场强变化规律。结果表明:电荷积聚过程中气体侧传导与绝缘子体传导同时存在,空间电荷密度峰值出现在盆式绝缘子气-固三结合点处;温度升高会增强电荷传输能力,加剧电荷积聚,加速电场分布由容性向阻性过渡,此过程中凹面场强相比凸面场强对载流量的变化更为敏感。 展开更多
关键词 直流气体绝缘输电线路 盆式绝缘子 电荷积聚 电-热耦合 双极性电荷输运模型
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盆式绝缘子的热应力分析
13
作者 杨锐 袁端鹏 +7 位作者 郝留成 司晓闯 方启 徐仲勋 王亚祥 费翔 蒋成博 张鑫淼 《高压电器》 北大核心 2025年第6期113-119,共7页
绝缘件的机械和电气性能影响高压开关输配电长期运行的可靠性,降低绝缘件制造过程产生的内应力对提升产品运行质量有关键作用。文中以126 kV盆式绝缘子在固化后降温过程中产生的热应力为分析主体,依据傅里叶定律的传热分析方法,通过对... 绝缘件的机械和电气性能影响高压开关输配电长期运行的可靠性,降低绝缘件制造过程产生的内应力对提升产品运行质量有关键作用。文中以126 kV盆式绝缘子在固化后降温过程中产生的热应力为分析主体,依据傅里叶定律的传热分析方法,通过对流传热的散热方式,分析盆式绝缘子降温后的热应力分布规律,其应力整体分布均匀,受环氧树脂和金属嵌件热膨胀系数不匹配的影响,在环氧树脂和金属嵌件结合处应力相对较大。对盆式绝缘子采用两种不同降温方式进行冷却,分析应力发生的变化,并通过机械应力检测法验证仿真结果的准确性,根据仿真与实践研究结果,盆式绝缘子采用浇注固化后随炉降温的生产工艺,相较在常温下出炉冷却温度冲击小,应力分布优良,在生产上应用良好。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 热应力 传热 有限元分析 应力检测
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126 kV洁净空气GIS用三相共箱盆式绝缘子研制开发
14
作者 王瑶 吴晟玮 +2 位作者 刘东阳 赵俊卿 高洋 《高压电器》 北大核心 2025年第7期161-170,共10页
高压输变电设备中的GIS开关,长期以来一直以SF6作为主要的灭弧和绝缘介质。SF6虽具有极为稳定的化学性质这一优点,但过量排放会引发全球变暖这一弊端也不容忽视。正因如此,国内外学者不断对其替代气体进行深入研究与试验。文中以洁净空... 高压输变电设备中的GIS开关,长期以来一直以SF6作为主要的灭弧和绝缘介质。SF6虽具有极为稳定的化学性质这一优点,但过量排放会引发全球变暖这一弊端也不容忽视。正因如此,国内外学者不断对其替代气体进行深入研究与试验。文中以洁净空气为绝缘气体,对环保型126 kV GIS盆式绝缘子进行设计优化。以现有的126 kV SF6绝缘GIS盆式绝缘子结构为基础,采用控制变量法,对导体中心距φD、导体与壳体气隙距离H、接地屏蔽环半径R、盆式绝缘子厚度T等关键尺寸进行优化。通过大量仿真计算和对比分析,最终确定了满足洁净空气绝缘强度的更优盆式绝缘子方案。同时,通过试验进一步验证了该盆式绝缘子的绝缘性能和机械性能,有力地支撑了其结构合理性。该方法为洁净空气绝缘盆式绝缘子的设计提供了可行的解决方案。 展开更多
关键词 环保型GIS 盆式绝缘子 洁净空气绝缘 绝缘性能 机械性能 仿真计算
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基于超声波法的GIS盆式绝缘子缺陷检测
15
作者 何彦良 邢博文 +5 位作者 辛蕾 徐丹 边少聪 杨昌建 任双赞 薛建议 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期126-133,共8页
气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)绝缘子健康状态评估迫切需要高灵敏度的缺陷检测技术。本文提出一种基于超声波扫频信号注入的GIS盆式绝缘子缺陷检测方法,仿真和实验研究扫频超声波信号在洁净/缺陷盆式绝缘子上的传播规律,并考虑存在内... 气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)绝缘子健康状态评估迫切需要高灵敏度的缺陷检测技术。本文提出一种基于超声波扫频信号注入的GIS盆式绝缘子缺陷检测方法,仿真和实验研究扫频超声波信号在洁净/缺陷盆式绝缘子上的传播规律,并考虑存在内部气泡、表面裂纹和表面金属微粒附着3种缺陷的情况。仿真和实验中分别设置超声波发射和接收压电探头位于盆式绝缘子法兰相对处,超声波扫频信号为幅值为1 V的变频正弦波,频率范围为0.5~1 MHz,通过发射探头激励经法兰注入至盆式绝缘子,并由对侧的接收压电探头接收超声波信号。结果表明:超声波信号直接经盆式绝缘子传播到达接收压电探头,经缺陷绝缘子传播后超声波时域信号幅值高于经洁净绝缘子传播后的超声波信号,但仍难以作为评价绝缘子健康状况的依据。超声波信号经过缺陷绝缘子传播后主频低于经洁净绝缘子传播后,经洁净、含裂纹、含金属微粒缺陷、含气泡缺陷绝缘子传播后的超声波主频信号分别为24.00、14.83、10.51、12.13 kHz,可作为GIS盆式绝缘子缺陷检测的依据。 展开更多
关键词 扫频频率 超声波 缺陷检测 GIS盆式绝缘子
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用于GIS盆式绝缘子沿面耐电性能提升的电导率-温度自适应复合涂层制备方法及其性能
16
作者 葛医博 夏云峰 +3 位作者 刘贯科 张海鹏 戴喜良 董冰冰 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2680-2690,共11页
盆式绝缘子作为气体绝缘开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)的关键部件,其沿面耐电性能是决定GIS设备绝缘裕度的关键因素。为提升盆式绝缘子沿面耐电性能,该文提出一种用于改善其表面电场分布的电导率-温度自适应... 盆式绝缘子作为气体绝缘开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)的关键部件,其沿面耐电性能是决定GIS设备绝缘裕度的关键因素。为提升盆式绝缘子沿面耐电性能,该文提出一种用于改善其表面电场分布的电导率-温度自适应复合涂层制备方法,分析不同填充配比下涂层的综合性能以及改进涂覆方法,研究绝缘子样件涂覆电导率-温度自适应复合涂料前后的表面温度分布特征和耐电性能。结果表明:绝缘子样件表面温度从导杆到接地法兰逐渐降低,样件涂覆电导率-温度自适应复合材料后的表面温度与未涂覆相比温度差异小于10%;TiO_(2)填充量为30%~50%时复合材料的综合性能较优;电-热耦合场作用下,盆式绝缘子沿面闪络电压随着表面温度梯度增大而逐渐降低;涂覆不同组分和不同段数的电导率-温度自适应复合材料可以提高绝缘子沿面闪络电压,中心温度40~80℃时的样件涂覆50%TiO_(2)填充量复合材料后的沿面闪络电压与未涂覆相比提升15.22%~17.74%,研究结果为交流盆式绝缘子沿面耐电性能提升提供参考。 展开更多
关键词 GIS 盆式绝缘子 沿面耐电性能 电导率-温度自适应复合涂层 闪络电压
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直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究 被引量：4
17
作者 罗传仙 邱虎 +5 位作者 孙亚辉 文豪 程立丰 罗子秋 张晓星 郭世瑞 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期101-110,共10页
GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相... GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相关参数,研究了电压极性、不同电压幅值以及电压极性反转对盆式绝缘子表面电荷分布的影响。结果表明,在直流电压下,凹面主要积聚与外施直流电压极性相反的电荷,凸面主要积聚与直流电压极性相同的电荷,且凹面积聚的电荷密度更大;在极性反转后-100 kV直流电压下,盆式绝缘子表面原先积聚的电荷密度呈现先增大后逐渐减小的趋势,随后转换极性并达到饱和,电场在靠近高压端以及盆式绝缘子沿面0~20 mm处的畸变程度较为明显。电场在盆式绝缘子表面电荷极性发生变化前出现峰值,相比较电荷达到饱和状态,此时盆式绝缘子凹面最大场强增加46%,凸面最大场强增加5.4%。该研究可为直流电压下盆式绝缘子表面电荷分布特性提供指导。 展开更多
关键词 表面电荷分布 盆式绝缘子 直流GIS 电荷积聚
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考虑温度梯度的高压直流GIL盆式绝缘子空间电荷仿真 被引量：4
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作者 庞曦 许天蕾 +3 位作者 刘鹏 魏鼎欣 谢宗良 彭宗仁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1014-1024,共11页
在直流电压和温度梯度作用下,直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)中盆式绝缘子内部易积聚空间电荷,引起局部电场畸变。因此,研究直流电压下盆式绝缘子内空间电荷积聚特性,对提高直流GIL的绝缘性能具有重要意义... 在直流电压和温度梯度作用下,直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)中盆式绝缘子内部易积聚空间电荷,引起局部电场畸变。因此,研究直流电压下盆式绝缘子内空间电荷积聚特性,对提高直流GIL的绝缘性能具有重要意义。以直流GIL盆式绝缘子为研究对象,基于2维双极性载流子模型,建立了电-热-流-电荷多物理场耦合模型,研究了不同温度分布、不同电压等级和不同极性电压下盆式绝缘子内空间电荷分布特性和电场分布规律。仿真结果表明:仿真模型能够有效地模拟盆式绝缘子内空间电荷和电场分布,在盆式绝缘子工作条件下,空间电荷主要积聚在金属与绝缘材料界面处,最大电荷密度为156.59 mC/m^(3),在一定程度上造成设备内部电场畸变。绝缘子在复杂工况下的空间电荷仿真可以解决电力设备难以直接测量空间电荷分布的难题,研究方法和结果可为直流GIL的绝缘优化设计和可靠运行提供理论支撑。 展开更多
关键词 空间电荷 盆式绝缘子 直流GIL 电场分布 环氧复合材料
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基于临界折射纵波法的盆式绝缘子法兰螺栓松动检测 被引量：1
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作者 葛健 王伟 +4 位作者 宋建成 焦国勋 李鹏江 高晋武 任鸿秋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期165-172,共8页
盆式绝缘子是GIS的关键绝缘器件,与两侧气室法兰通过螺栓进行紧固连接,当螺栓松动时会导致盆式绝缘子应力分布不均,从而影响GIS运行的安全性和稳定性。文中提出了一种基于超声临界折射纵波(L_(CR))的盆式绝缘子法兰螺栓松动检测方法,根... 盆式绝缘子是GIS的关键绝缘器件,与两侧气室法兰通过螺栓进行紧固连接,当螺栓松动时会导致盆式绝缘子应力分布不均,从而影响GIS运行的安全性和稳定性。文中提出了一种基于超声临界折射纵波(L_(CR))的盆式绝缘子法兰螺栓松动检测方法,根据L_(CR)波在盆式绝缘子法兰表面的传播声时差来反映螺栓松动情况。结果表明,当相邻螺栓松动时,L_(CR)波在松动螺栓之间的法兰表面声时差变化最大,且变化量大于24 ns;当不相邻螺栓松动时,L_(CR)波在松动螺栓正对的法兰表面声时差变化最大,且声时差变化量大于10 ns,并且螺栓松动程度越大,超声传播声时差变化量越大。该检测方法可实现对盆式绝缘子法兰螺栓松动的检测,判断螺栓松动数量及位置,具有一定的工程实用价值。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 临界折射纵波 斯涅尔定律 法兰螺栓 松动检测
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基于超声波的GIS盆式绝缘子螺栓松动程度监测方法 被引量：3
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作者 王伟 李鹏江 +4 位作者 李国栋 董理科 郑志宏 芦竹茂 宋建成 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期111-119,共9页
GIS中的重要组成部分盆式绝缘子主要通过法兰螺栓进行固定,但螺栓松动会导致盆式绝缘子受力不均甚至气体泄漏等问题,严重影响GIS运行的可靠性和安全性。文中提出了一种GIS盆式绝缘子法兰螺栓松动程度的超声波监测方法,利用压电传感器进... GIS中的重要组成部分盆式绝缘子主要通过法兰螺栓进行固定,但螺栓松动会导致盆式绝缘子受力不均甚至气体泄漏等问题,严重影响GIS运行的可靠性和安全性。文中提出了一种GIS盆式绝缘子法兰螺栓松动程度的超声波监测方法,利用压电传感器进行超声信号的激励与接收,并将压电传感器安装在待测螺栓所连接的法兰两侧,根据超声响应信号的能量衰减率来判断螺栓松动程度。通过实验研究了不同工况下超声响应信号能量及其衰减率的变化规律。结果表明,随着螺栓松动程度的增加,响应信号幅值逐渐下降,信号能量衰减率逐渐增大,单个螺栓松动且松动等级为3时信号能量衰减率可达40.8%;同时发现距离松动螺栓最近的压电传感器接收信号能量衰减率最大。该方法可实现GIS盆式绝缘子法兰螺栓松动程度监测,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 超声波 GIS 盆式绝缘子 压电传感器 螺栓松动监测
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