110kV盆式絕緣子金屬缺陷局部放電研究與優(yōu)化.pdf

1、本文以110kV盆式絕緣子（具體特點為：三相共箱式、帶金屬法蘭和未采用全屏蔽內環(huán)）為研究對象，采用有限元計算與試驗相結合的方法，對盆式絕緣子表面存在金屬顆粒時的沿面電場分布和法蘭金屬缺陷引起盆式絕緣子局部放電的問題進行研究。首先以實際產品的生產圖紙，建立110kV盆式絕緣子的三維模型；采用有限元計算方法，對盆式絕緣子表面的不同位置，存在不同大小金屬顆粒時的沿面電場進行計算和分析。計算結果表明在工頻電壓作用下，金屬顆粒引起的局部電場畸變值

2、會隨著金屬顆粒所處位置的表面場強的增大而增大、金屬顆粒引起的局部電場畸變值會隨著金屬顆粒直徑的增大而增大。通過計算結果可知，由于金屬顆粒的存在，會使盆式絕緣子沿面電場集中，尤其是導致沿面電場的法向分量增大，存在發(fā)生沿面閃絡的安全隱患。通過人工設置金屬顆粒缺陷進行試驗，試驗結果表明當盆式絕緣子表面存在金屬顆粒時，存在發(fā)生沿面閃絡的安全隱患，通過試驗驗證了仿真的有效性，為盆式絕緣子的結構設計和電場仿真提供參考。
　　其次，通過對實際產

3、品的生產跟蹤，采用仿真分析和試驗驗證相結合的方法，總結法蘭金屬缺陷引起局部放電問題的主要原因。針對發(fā)現(xiàn)的問題，提出采用調整縫隙氣隙寬度、采用全屏蔽內環(huán)結構和采用接地導體密封圈替代傳統(tǒng)的絕緣橡膠密封圈的三種電場優(yōu)化方案；通過仿真分析和試驗驗證，證明三種優(yōu)化方案的有效性。
　　最后，根據(jù)屏蔽內環(huán)的結構特點和設計要素，采用遺傳算法，對屏蔽內環(huán)進行結構優(yōu)化。本文以降低盆式絕緣子澆注體與金屬法蘭間的縫隙氣隙的最大場強、屏蔽內環(huán)與盆式絕緣子澆