電器設(shè)備的開域和閉域電場數(shù)值分析.pdf

1、電磁場數(shù)值分析隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷發(fā)展而發(fā)展，計(jì)算精度也在得到不斷的提高，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和科學(xué)的計(jì)算方法對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行電場計(jì)算已經(jīng)成為人們關(guān)注的問題。從數(shù)值方法的角度來看，電磁場數(shù)值分析方法有多種如鏡像法、模擬電荷法、有限差分法、積分法、邊界元法、有限元法和無網(wǎng)格法等，其中，有限元法是以變分原理為基礎(chǔ)的一種較為成熟和得到廣泛應(yīng)用的數(shù)值計(jì)算方法，可以通過大型有限元方程的求解來進(jìn)行二維或三維工程電磁場計(jì)算分析。 有限元的分析場

2、域有兩種：開域和閉域。建立開域和閉域電場的有限元模型并分析，開域以12kV戶外支柱式真空斷路器為例，閉域以12kV戶外箱式真空斷路器和40.5kV/C-GIS隔離開關(guān)室為例進(jìn)行電場分析。通過對(duì)12kV戶外支柱式真空斷路器電場的分析計(jì)算，研究真空斷路器的絕緣性能，為真空斷路器的小型化提供理論參考。三維有限元模型的分網(wǎng)成為有限元分析的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)橛邢拊Ｐ偷木W(wǎng)格質(zhì)量與數(shù)量直接影響其求解過程。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀不規(guī)則的圖形采用自由分網(wǎng)比較適

3、合。采用局部細(xì)化、重新分網(wǎng)、檢查單元質(zhì)量等方法也可以有效提高網(wǎng)格的質(zhì)量。 本文分別對(duì)12kV戶外支柱式真空斷路器和12kV戶外箱式真空斷路器靜電感應(yīng)帶電的情況進(jìn)行了分析，由于靜電感應(yīng)帶電體是懸浮體，分析時(shí)需要分別對(duì)每個(gè)懸浮體耦合。分析高電壓中靜電感應(yīng)電荷的產(chǎn)生過程，得出靜電感應(yīng)電壓產(chǎn)生的機(jī)理，以減小靜電感應(yīng)帶電帶來的危害。 40.5kV/C-GIS隔離開關(guān)室的場域是閉域，由于C-GIS小型化的特點(diǎn)使其緊湊的結(jié)構(gòu)影響了絕緣