植物絕緣油中流注發(fā)展特性數(shù)值分析研究.pdf

1、絕緣油被廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備絕緣,其絕緣性能對(duì)于電力設(shè)備的安全運(yùn)行具有極為重要的意義。植物絕緣油作為一種高燃點(diǎn)、環(huán)保型的絕緣油在輸電設(shè)備中得到了一定應(yīng)用并成為近年新型絕緣油研究的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在各種沖擊電壓的作用下,絕緣油有可能發(fā)生放電并導(dǎo)致?lián)舸┕收?嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時(shí),隨著超/特高壓輸電的發(fā)展,絕緣油的絕緣性能變得越來(lái)越重要,對(duì)絕緣油的放電特性以及放電機(jī)理的研究工作也越來(lái)越受到重視。絕緣油的放電過(guò)程非常短暫并且是一

2、個(gè)多尺度多場(chǎng)耦合的非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程,其試驗(yàn)檢測(cè)和理論分析都異常困難。在此背景下,本文首先試驗(yàn)研究了植物絕緣油中流注放電特性,與礦物絕緣油進(jìn)行對(duì)比,然后通過(guò)數(shù)學(xué)建模和數(shù)值計(jì)算的方式對(duì)絕緣油的放電過(guò)程和影響因素進(jìn)行了研究,以解釋和驗(yàn)證試驗(yàn)研究得到的規(guī)律和結(jié)論。其主要內(nèi)容如下:
　?、俅罱ㄔ囼?yàn)平臺(tái)研究植物絕緣油和礦物絕緣油在雷電沖擊電壓下的放電特性。采用高速攝像機(jī)拍攝記錄植物絕緣油和礦物絕緣油的放電過(guò)程,采用分壓器和示波器記錄放電時(shí)間和

3、放電電壓,計(jì)算放電速度,分析規(guī)律和特性。
　　②分析絕緣油中放電物理過(guò)程,確定絕緣油中放電物理機(jī)制;利用高斯方程和電流連續(xù)性方程對(duì)絕緣油中放電過(guò)程進(jìn)行建模,并用傳熱方程與其耦合,觀測(cè)放電過(guò)程中的溫度變化;通過(guò)理論分析計(jì)算確定不同載流子生成機(jī)制下電流連續(xù)性方程中的電荷源項(xiàng);對(duì)電子遷移率進(jìn)行理論計(jì)算;試測(cè)植物絕緣油和礦物絕緣油中離子遷移率的數(shù)值;確定模型中復(fù)合率、吸附時(shí)間常數(shù)等其他參數(shù),使用COMSOL Multiphysics對(duì)建立