GIS中绝缘子表面电荷积聚及其在线监测技术的研究

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近年来，直流输电技术得到很大的发展，输电电压等级也在逐步提高，电压等级的提高必须要求绝缘子表面承受更高的场强。绝缘子长期承受高场强，会使其表面积聚表面电荷。绝缘子表面电荷积聚会改变产品设计之初的Laplace场，使得绝缘子表面部分区域出现高场强区，严重时会发生异常闪络，造成电力系统大面积停电。所以，研究表面电荷的积聚及其在线监测技术，对于提高高压GIS的运行稳定性具有重要的意义。
　　本文首先对GIS的发展现状和绝缘子表面电荷积聚机制的理论研究进行了综述。分析表明，绝缘子表面电荷积聚主要取决于绝缘子表面气体侧的法向场强。
　　其次，构建了基于电场唯一性原理的含表面电荷情况下的绝缘子表面电场分析方法，并通过一实例对带有表面电荷的绝缘子表面电场的计算方法进行验算。利用改进的电场计算方法，对GIS中绝缘子表面电荷对绝缘子表面电场的影响进行了仿真计算，分析了绝缘子凹面及凸面存在表面电荷情况下绝缘子表面电场分布特性及其对沿面闪络的影响。
　　提出了基于广义静电探头法的绝缘子表面电荷在线监测原理。应用有限元分析软件Ansoft建立了相应的仿真验算模型。利用此模型分别研究了当绝缘子表面存在静电荷和金属微粒时，在广义静电探头上产生的悬浮电位。研究表明，当GIS中绝缘子表面存在静电荷和金属颗粒时，会在GIS外屏蔽环上产生明显的电压信号。通过测量这个电压信号可以实时判断绝缘子表面电荷积聚的严重程度。

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作者
刘汉兵;
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作者单位

湖南大学;

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授予单位湖南大学;
学科电气工程
授予学位硕士
导师姓名汪沨;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类绝缘配合;绝缘子和套管;
关键词
气体绝缘开关装置; 绝缘子; 表面电荷积聚; 电场监测; 高压GIS;

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