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基于表层梯度电导调控的直流三支柱绝缘子界面电场优化方法
被引量：
13
1
作者
胡琦
李庆民
+2 位作者
刘智鹏
刘衡
AManu Haddad
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期1856-1865,共10页
气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支...
气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支柱绝缘子界面电场分布特性,指出电荷积聚是造成界面处场强集中的主要原因。据此提出基于“类U型”梯度电导的绝缘子双界面电场联合调控策略,通过嵌件-环氧界面高电导涂层和气-固界面非线性电导涂层的协同使用,使得三支柱绝缘子体电导和表面电导呈“类U型”梯度分布,可降低绝缘子内部及表面电荷积聚程度,从而优化界面电场分布。进一步研究双界面涂层对直流三支柱绝缘子界面电场的调控作用,并针对电场调节与损耗控制目标,实现对涂层电导参数的优化。研究结果表明:当嵌件-环氧界面涂覆材料电导率不小于10^(-12)S/m、气-固界面非线性电导材料参数处于“临界饱和线”上时,支柱绝缘子嵌件-环氧界面最大电场强度可从4.48kV/mm降至0.04kV/mm,气-固界面最大切向电场强度从2.47kV/mm降至1.73kV/mm。参数优化后的双界面梯度电导涂层,可使界面电场集中效应得到有效抑制,同时将绝缘子最大电场与功率损耗控制在允许范围内,为高压直流三支柱绝缘子的优化设计提供了基础依据。
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关键词
直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)
三支柱绝缘子
界面涂层
梯度电导
界面电场优化
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职称材料
直流电压下玻璃纤维的荷电运动过程及桥接放电现象
被引量：
4
2
作者
胡琦
李庆民
+3 位作者
刘智鹏
刘衡
梁瑞雪
MANU Haddad
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期2386-2395,共10页
气体绝缘全封闭组合电器/气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated metal-enclosed transmission line,GIS/GIL)在制造、运输、装配过程中容易引入绝缘纤维,是造成设备放电故障的原因之一。该文通过搭建封闭...
气体绝缘全封闭组合电器/气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated metal-enclosed transmission line,GIS/GIL)在制造、运输、装配过程中容易引入绝缘纤维,是造成设备放电故障的原因之一。该文通过搭建封闭式平行电极板实验平台,获得玻璃纤维的启举与运动特性;进一步通过理论计算建立纤维的荷电与受力模型,研究直流电压下玻璃纤维的运动与放电特性。结果表明,玻璃纤维的临界启举电压与纤维直径的1/2次方近似呈正比关系,与纤维长度基本无关。玻璃纤维荷电启举后,在电极间往复运动中会分散成若干纤维簇,而带有不同极性电荷的纤维簇首尾相接,贯通电极,引发“桥接”现象。玻璃纤维的跳动会严重畸变纤维尖端电场,降低气隙的击穿电压,较无纤维时下降约7%~20%。当玻璃纤维出现桥接现象时,放电会沿着纤维小桥表面发生,气隙击穿电压下降约34%。所得结果阐释了直流应力下玻璃纤维的运动行为及放电规律,可为GIS/GIL设备的异物防护提供基础依据。
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关键词
玻璃纤维
荷电启举
纤维桥接
气隙击穿
桥接放电
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职称材料
题名
基于表层梯度电导调控的直流三支柱绝缘子界面电场优化方法
被引量：
13
1
作者
胡琦
李庆民
刘智鹏
刘衡
AManu Haddad
机构
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力
大学
)
北京市高电压与电磁兼容重点实验室(华北电力
大学
)
先进
高压
工程
研究
中心
(
卡迪夫大学
)
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期1856-1865,共10页
基金
国家自然科学基金(51737005,51807060)
北京市自然科学基金(3202031)资助项目。
文摘
气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支柱绝缘子界面电场分布特性,指出电荷积聚是造成界面处场强集中的主要原因。据此提出基于“类U型”梯度电导的绝缘子双界面电场联合调控策略,通过嵌件-环氧界面高电导涂层和气-固界面非线性电导涂层的协同使用,使得三支柱绝缘子体电导和表面电导呈“类U型”梯度分布,可降低绝缘子内部及表面电荷积聚程度,从而优化界面电场分布。进一步研究双界面涂层对直流三支柱绝缘子界面电场的调控作用,并针对电场调节与损耗控制目标,实现对涂层电导参数的优化。研究结果表明:当嵌件-环氧界面涂覆材料电导率不小于10^(-12)S/m、气-固界面非线性电导材料参数处于“临界饱和线”上时,支柱绝缘子嵌件-环氧界面最大电场强度可从4.48kV/mm降至0.04kV/mm,气-固界面最大切向电场强度从2.47kV/mm降至1.73kV/mm。参数优化后的双界面梯度电导涂层,可使界面电场集中效应得到有效抑制,同时将绝缘子最大电场与功率损耗控制在允许范围内,为高压直流三支柱绝缘子的优化设计提供了基础依据。
关键词
直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)
三支柱绝缘子
界面涂层
梯度电导
界面电场优化
Keywords
DC gas insulated metal-enclosed transmission line(GIL)
tri-post insulator
interfacial coating
gradient conductance
interfacial electric field optimization
分类号
TM216 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
直流电压下玻璃纤维的荷电运动过程及桥接放电现象
被引量：
4
2
作者
胡琦
李庆民
刘智鹏
刘衡
梁瑞雪
MANU Haddad
机构
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力
大学
)
先进
高压
工程
研究
中心
(
卡迪夫大学
)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期2386-2395,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51737005,52127812,51929701)。
文摘
气体绝缘全封闭组合电器/气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated metal-enclosed transmission line,GIS/GIL)在制造、运输、装配过程中容易引入绝缘纤维,是造成设备放电故障的原因之一。该文通过搭建封闭式平行电极板实验平台,获得玻璃纤维的启举与运动特性;进一步通过理论计算建立纤维的荷电与受力模型,研究直流电压下玻璃纤维的运动与放电特性。结果表明,玻璃纤维的临界启举电压与纤维直径的1/2次方近似呈正比关系,与纤维长度基本无关。玻璃纤维荷电启举后,在电极间往复运动中会分散成若干纤维簇,而带有不同极性电荷的纤维簇首尾相接,贯通电极,引发“桥接”现象。玻璃纤维的跳动会严重畸变纤维尖端电场,降低气隙的击穿电压,较无纤维时下降约7%~20%。当玻璃纤维出现桥接现象时,放电会沿着纤维小桥表面发生,气隙击穿电压下降约34%。所得结果阐释了直流应力下玻璃纤维的运动行为及放电规律,可为GIS/GIL设备的异物防护提供基础依据。
关键词
玻璃纤维
荷电启举
纤维桥接
气隙击穿
桥接放电
Keywords
glass fiber
charge and lifting
fiber bridging
gas gap breakdown
bridging discharge
分类号
TM852 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于表层梯度电导调控的直流三支柱绝缘子界面电场优化方法
胡琦
李庆民
刘智鹏
刘衡
AManu Haddad
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
直流电压下玻璃纤维的荷电运动过程及桥接放电现象
胡琦
李庆民
刘智鹏
刘衡
梁瑞雪
MANU Haddad
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
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