超導(dǎo)限流器低溫內(nèi)絕緣問題研究.pdf

1、隨著高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)與快速發(fā)展,超導(dǎo)技術(shù)在電力方面的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。和傳統(tǒng)電力設(shè)備相比,諸如超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電纜等超導(dǎo)電力設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。對(duì)于超導(dǎo)限流器,往往大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用需要高電壓等級(jí)的設(shè)備,由于使用液氮作為超導(dǎo)材料的冷卻媒介,制冷以及絕緣方面的技術(shù)難題極大制約了設(shè)備的發(fā)展。低溫環(huán)境下的絕緣問題始終是制約超導(dǎo)限流器向更高電壓等級(jí)發(fā)展的瓶頸,因此在液氮低溫環(huán)境下設(shè)備絕緣問題的研究十分重要,對(duì)超導(dǎo)限流器的設(shè)計(jì)、確

2、保其運(yùn)行和發(fā)生故障時(shí)的安全及可靠性有著重要意義。
　　超導(dǎo)限流器的低溫絕緣問題主要包括內(nèi)絕緣與外絕緣兩個(gè)方面,內(nèi)絕緣主要指設(shè)備內(nèi)部液氮環(huán)境中的絕緣問題,外絕緣主要是出線套管的絕緣問題。本文對(duì)超導(dǎo)限流器內(nèi)絕緣的問題進(jìn)行研究,主要完成了以下工作:
　　(1)設(shè)計(jì)了模擬失超時(shí)產(chǎn)生氣泡的裝置,通過(guò)試驗(yàn)獲得液氮工頻擊穿電壓,研究了氣泡對(duì)于液氮絕緣能力的影響。試驗(yàn)采用銅球電極產(chǎn)生的稍不均勻電場(chǎng)研究了液氮基本擊穿強(qiáng)度與電極間距和氣泡量的關(guān)

3、系和變化規(guī)律。
　　(2)設(shè)計(jì)液氮中閃絡(luò)試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)研究了不同電極情況下G10材料在液氮中的沿面閃絡(luò)特性及絕緣擊穿強(qiáng)度。在試驗(yàn)同時(shí)通過(guò)使用有限元仿真軟件COMSOL搭建仿真模型,獲得理論電場(chǎng)分布,很好地幫助解釋了所得的試驗(yàn)結(jié)果。
　　(3)根據(jù)上海交通大學(xué)220 kV超導(dǎo)限流器概念設(shè)計(jì)實(shí)際模塊結(jié)構(gòu)中U型壓接塊及帶材之間可能存在的問題,設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置對(duì)U型電極進(jìn)行了局部放電及沿面閃絡(luò)測(cè)試,確保單個(gè)模塊壓接塊間可靠絕緣距離,同時(shí)