110kV盆式絕緣子金屬缺陷局部放電研究與優(yōu)化.pdf

1、本文以110kV盆式絕緣子（具體特點(diǎn)為：三相共箱式、帶金屬法蘭和未采用全屏蔽內(nèi)環(huán)）為研究對象，采用有限元計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對盆式絕緣子表面存在金屬顆粒時的沿面電場分布和法蘭金屬缺陷引起盆式絕緣子局部放電的問題進(jìn)行研究。首先以實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)圖紙，建立110kV盆式絕緣子的三維模型；采用有限元計(jì)算方法，對盆式絕緣子表面的不同位置，存在不同大小金屬顆粒時的沿面電場進(jìn)行計(jì)算和分析。計(jì)算結(jié)果表明在工頻電壓作用下，金屬顆粒引起的局部電場畸變值

2、會隨著金屬顆粒所處位置的表面場強(qiáng)的增大而增大、金屬顆粒引起的局部電場畸變值會隨著金屬顆粒直徑的增大而增大。通過計(jì)算結(jié)果可知，由于金屬顆粒的存在，會使盆式絕緣子沿面電場集中，尤其是導(dǎo)致沿面電場的法向分量增大，存在發(fā)生沿面閃絡(luò)的安全隱患。通過人工設(shè)置金屬顆粒缺陷進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)盆式絕緣子表面存在金屬顆粒時，存在發(fā)生沿面閃絡(luò)的安全隱患，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真的有效性，為盆式絕緣子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電場仿真提供參考。
　　其次，通過對實(shí)際產(chǎn)

3、品的生產(chǎn)跟蹤，采用仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，總結(jié)法蘭金屬缺陷引起局部放電問題的主要原因。針對發(fā)現(xiàn)的問題，提出采用調(diào)整縫隙氣隙寬度、采用全屏蔽內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)和采用接地導(dǎo)體密封圈替代傳統(tǒng)的絕緣橡膠密封圈的三種電場優(yōu)化方案；通過仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，證明三種優(yōu)化方案的有效性。
　　最后，根據(jù)屏蔽內(nèi)環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要素，采用遺傳算法，對屏蔽內(nèi)環(huán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文以降低盆式絕緣子澆注體與金屬法蘭間的縫隙氣隙的最大場強(qiáng)、屏蔽內(nèi)環(huán)與盆式絕緣子澆