含有非線性介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)瞬態(tài)電場仿真分析.pdf

1、非線性絕緣介質(zhì)是指電導(dǎo)率或(和)相對介電常數(shù)隨電場變化而變化的絕緣介質(zhì)，它具有在不均勻電場下自行均化電場分布的特點，因此在復(fù)雜絕緣結(jié)構(gòu)中具有廣泛的應(yīng)用。本文以同軸電極中填充電導(dǎo)率或(和)相對介電常數(shù)為非線性絕緣介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)作為主要研究對象，分別仿真分析了在階躍電壓、交流電壓和沖擊電壓作用下非線性絕緣介質(zhì)內(nèi)瞬態(tài)電場分布。 本文采用電場模擬軟件ElecNet的瞬態(tài)2D求解器對同軸電極中填充非線性絕緣介質(zhì)所構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)進行瞬態(tài)仿真

2、分析。結(jié)果表明：在階躍電壓作用下，電導(dǎo)率非線性的絕緣介質(zhì)只在穩(wěn)態(tài)時起到均化電場的作用，絕緣利用系數(shù)較高，其均化電場分布、提高絕緣利用系數(shù)的本質(zhì)是空間電荷效應(yīng)；相對介電常數(shù)非線性的絕緣介質(zhì)只在初始狀態(tài)時起到均化電場作用，穩(wěn)態(tài)時絕緣利用系數(shù)較??；電導(dǎo)率和相對介電常數(shù)均為非線性絕緣介質(zhì)在整個過程中都能起到均化電場作用，改善電場的效果最好。在交流、沖擊電壓作用下，根據(jù)空間電荷限制電場理論，非線性絕緣介質(zhì)均化電場作用的能力取決于介質(zhì)內(nèi)部的傳導(dǎo)電流

3、與位移電流哪個占主導(dǎo)地位。當(dāng)傳導(dǎo)電流占主導(dǎo)地位時，電導(dǎo)率非線性絕緣介質(zhì)能夠起到均化電場作用；當(dāng)位移電流占主導(dǎo)地位時，容性非線性絕緣介質(zhì)能夠起到均化電場作用。本文還仿真分析了含有應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)的電纜終端的電場分布，并對采用線性硅橡膠外絕緣和非線性硅橡膠外絕緣的電纜終端的電場分布進行比較，結(jié)果表明：非線性絕緣介質(zhì)的引入降低了應(yīng)力錐外表面合成場強以及應(yīng)力錐端尾處的最大合成場強，但是對電纜絕緣與應(yīng)力錐分界面處的軸向場強以及硅橡膠外絕緣與空氣的交界面