高壓直流復合絕緣子表面電荷積聚機理及其仿真研究.pdf

1、復合絕緣子由于其優(yōu)異的防污閃性能，已成為高壓輸電外絕緣的主要載體。表面電荷的存在會導致復合絕緣子沿面閃絡(luò)電壓的下降，因此研究在高壓直流情況下，復合絕緣子表面電荷積聚機理對于提高復合絕緣子的絕緣性能具有重要的意義。本文主要的研究內(nèi)容包括建立復合絕緣子模型，并仿真分析表面電荷積聚對該模型電場分布的影響。其次，針對大氣環(huán)境下復合絕緣子氣體放電過程進行了仿真模擬。最后實驗驗證仿真模擬結(jié)果，以期能夠更加深刻地理解復合絕緣子表面電荷的積聚機理，進而

2、為復合絕緣子的設(shè)計提供必要的理論支持。
　　本文根據(jù)型號為FXBW6-10/70的復合絕緣子尺寸，建立了對應的復合絕緣子模型。使用有限元仿真軟件comsolmultiphysics對該復合絕緣子模型在沒有表面電荷積聚、表面積聚負極性電荷以及表面積聚正極性電荷的情況下電場分布情況進行了仿真分析。
　　采用PIC/MCC仿真模型對大氣環(huán)境下復合絕緣子氣體放電過程進行模擬分析。仿真模型中通過有限元法計算放電空間的電場分布，同時通過

3、耦合泊松方程以解決空間電荷對電場的畸變影響。實現(xiàn)了二維空間大氣環(huán)境下復合絕緣子氣體放電過程的動態(tài)模擬，并且在仿真模擬過程中充分考慮了電子與大氣分子之間的彈性碰撞、激勵碰撞以及電離碰撞等過程。
　　實驗測量了在施加高壓直流條件下，復合絕緣子表面電荷的積聚情況，并且對比分析了仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的相同點以及不同點。
　　本文的仿真結(jié)果能夠較好地解釋大氣環(huán)境中復合絕緣子氣體放電的過程，并且能夠清晰地描述在放電過程中不同時刻各種帶電粒