直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究

• 作者: 罗传仙 邱虎 孙亚辉 文豪 程立丰 罗子秋 张晓星 郭世瑞
• 来源期刊: 高压电器
• 关键词: 表面电荷分布 盆式绝缘子 直流GIS 电荷积聚
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 所属期刊栏目: 研究与分析
• 页码范围: 101-110
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.03.013

摘要

GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低，从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题，文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径，采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相关参数，研究了电压极性、不同电压幅值以及电压极性反转对盆式绝缘子表面电荷分布的影响。结果表明，在直流电压下，凹面主要积聚与外施直流电压极性相反的电荷，凸面主要积聚与直流电压极性相同的电荷，且凹面积聚的电荷密度更大；在极性反转后-100 kV直流电压下，盆式绝缘子表面原先积聚的电荷密度呈现先增大后逐渐减小的趋势，随后转换极性并达到饱和，电场在靠近高压端以及盆式绝缘子沿面0～20 mm处的畸变程度较为明显。电场在盆式绝缘子表面电荷极性发生变化前出现峰值，相比较电荷达到饱和状态，此时盆式绝缘子凹面最大场强增加46%，凸面最大场强增加5.4%。该研究可为直流电压下盆式绝缘子表面电荷分布特性提供指导。