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封閉母線槽內(nèi)空間電荷對(duì)電場分布及絕緣性能的影響

時(shí)間：2016-4-26閱讀：1448
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　　電力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,，必須先行,。在展望今后30年我國電力系統(tǒng)的發(fā)展時(shí)，大電流封閉母線槽是關(guān)鍵技術(shù)之一,。通常大電流封閉母線都采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的措施以降低封閉母線溫升和減小封閉母線面積,。但這也隨之帶來了問題：在強(qiáng)迫風(fēng)冷大電流封閉母線中高速流動(dòng)的氣體在封閉母線內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，與母線,、外殼,、支持絕緣子等摩擦產(chǎn)生離子，另外還有熱發(fā)射,、局部放電等原因產(chǎn)生離子,；同時(shí)由于封閉母線導(dǎo)體由多段母線組成，接頭焊縫可能加工不良,，以及封閉母線運(yùn)輸和運(yùn)行期間的機(jī)械振動(dòng)均可能使封閉母線中存在金屬粒子,。氣體離子和金屬粒子隨著氣流流動(dòng)會(huì)在封閉母線中形成空間電荷，當(dāng)電荷密度達(dá)到一定值時(shí),，會(huì)引起母線的擊穿或閃絡(luò),，從而造成嚴(yán)重危害
　　目前，國外某些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題的嚴(yán)重性并已開始進(jìn)行研究,。而國內(nèi),，這方面的研究工作才剛剛開始，屬于新的科研課題,，本文從“場”的角度出發(fā),，研究封閉母線槽中的空間電荷引起的電場畸變，分析空間電荷對(duì)封閉母線絕緣性能的影響,，并求出了封閉母線中空間電荷的安全密度范圍,。本文的研究內(nèi)容將為封閉母線槽的絕緣設(shè)計(jì)提供理論依據(jù),。
　　空間電荷對(duì)絕緣子較遠(yuǎn)處電場的影響。封閉母線槽中存在的空間電荷會(huì)使電場發(fā)生畸變,。距離絕緣子較遠(yuǎn)處的空間受絕緣子影響很小,，可視作同軸圓柱，而絕緣子周圍區(qū)域形狀則較復(fù)雜,，本文對(duì)這兩種情況分別進(jìn)行考慮,，分析空間電荷在多大密度以下才不會(huì)引起封閉母線發(fā)生擊穿或閃絡(luò)。遠(yuǎn)離絕緣子處的電場計(jì)算及結(jié)果分析,，封閉母線槽中距離絕緣子較遠(yuǎn)處的區(qū)域可視作同軸圓柱,，由于存在空間電荷,，電場用泊松方程表示其中ρ為電荷密度,，采用柱坐標(biāo)，則有邊界條件為r=RM,，φ=U,，RM為封閉母線導(dǎo)體半徑r=RK，φ=0,，RK為封閉母線外殼半徑,。
　　絕緣子沿母線徑向剖分時(shí)，其周圍區(qū)域發(fā)生擊穿或閃絡(luò)時(shí)的電荷密度小于軸向剖分的情況,。所以為保證封閉母線正常運(yùn)行,，絕緣子周圍區(qū)域的電荷密度不應(yīng)大于8.0×10-5C/m2.為了使得電荷密度在安全范圍以內(nèi)，應(yīng)該在封閉母線槽中裝配去離子裝置以降低電荷密度,，這使得開展風(fēng)冷封閉母線去離子裝置的研究顯得非常重要,。
　　對(duì)封閉母線槽中遠(yuǎn)離絕緣子處的電場進(jìn)行了解析計(jì)算。為保證封閉母線安全運(yùn)行,，空間電荷密度應(yīng)該保持在-9.2×10-5C/m2以下,。

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