絕緣子電場積分方程的場域元與邊界元耦合方法.pdf

1、近年來，隨著特高壓直流輸電技術(shù)與柔性直流輸電技術(shù)在我國不斷發(fā)展，直流輸電換流閥塔的結(jié)構(gòu)在不斷變化。絕緣子是直流輸電換流閥塔的重要組成部分，針對(duì)直流輸電換流閥塔絕緣子的電場分析，對(duì)于直流輸電換流閥塔的設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　針對(duì)絕緣子內(nèi)部的電場，本論文提出了積分方程場域元法。該方法以電介質(zhì)內(nèi)的電位作為求解變量列出積分方程，采用伽遼金加權(quán)余量法將場域離散為場域單元，從而將積分方程離散化為代數(shù)方程組，求解方程組即可得到電介質(zhì)內(nèi)的電位。為

2、了避免奇異積分，對(duì)伽遼金加權(quán)余量法進(jìn)行了改進(jìn)。根據(jù)已求得的電介質(zhì)內(nèi)的電位，通過求梯度計(jì)算得到電介質(zhì)內(nèi)的電場，通過積分計(jì)算得到電介質(zhì)外的電位和電場。
　　選取有解析解的靜電場算例，采用積分方程場域元法計(jì)算電介質(zhì)內(nèi)外的電位和電場。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與解析解進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了積分方程場域元法的正確性。
　　對(duì)于絕緣子兩端的金具以及均壓環(huán)的表面電場，采用伽遼金間接邊界元法進(jìn)行計(jì)算。針對(duì)絕緣子及其兩端金具以及均壓環(huán)組成的系統(tǒng)，本論文提出了積

3、分方程場域元與邊界元耦合的方法，通過多次迭代計(jì)算絕緣子內(nèi)部電場以及金具和均壓環(huán)的表面電場。
　　以某直流輸電換流閥塔支柱絕緣子為例，采用積分方程場域元與邊界元耦合的方法計(jì)算了絕緣子內(nèi)的電位和電場分布以及絕緣子兩端金具和均壓環(huán)的表面電場。并對(duì)比了有無絕緣子時(shí)絕緣子兩端金具和均壓環(huán)的表面電場，以及忽略絕緣子傘裙對(duì)絕緣子內(nèi)的電場，絕緣子兩端金具和均壓環(huán)表面電場的影響。結(jié)果表明，不考慮絕緣子以及忽略絕緣子傘裙對(duì)均壓環(huán)的表面電場影響不大，但