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母線槽電荷對(duì)絕緣性能的影響

作者：瀏覽：1085 發(fā)布日期：2022-10-18 16:24 【大中小】

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電力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵能源，必須先行。展望未來(lái)30年我國(guó)企業(yè)電力管理系統(tǒng)的發(fā)展，大電流封閉式母線槽是關(guān)鍵的信息技術(shù)問(wèn)題之一。一般大電流封閉母線采用強(qiáng)制風(fēng)冷，以減少封閉母線的溫升和封閉母線的面積。但這也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：強(qiáng)制風(fēng)冷大電流中流經(jīng)封閉系統(tǒng)母線的高速工作氣體在封閉母線中循環(huán)，與母線、外殼、支撐絕緣子等的摩擦不斷影響離子，除了熱發(fā)射和局部放電。由于其他原因產(chǎn)生離子；同時(shí)，由于封閉式客車線材由多輛客車組成，接頭焊縫可能加工不良，封閉式客車運(yùn)輸和運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)可能導(dǎo)致封閉式客車內(nèi)存在金屬顆粒。氣體離子和金屬顆粒會(huì)隨著氣流在封閉的總線中形成空間電荷。當(dāng)電荷密度能夠達(dá)到企業(yè)的一定值時(shí)，就會(huì)造成母線擊穿或閃絡(luò)，造成嚴(yán)重的社會(huì)危害。氣體離子和金屬顆粒會(huì)隨著氣流在封閉的總線中形成空間電荷。當(dāng)電荷密度能夠達(dá)到企業(yè)的一定值時(shí)，就會(huì)造成母線擊穿或閃絡(luò)，造成嚴(yán)重的社會(huì)危害。氣體離子和金屬顆粒會(huì)隨著氣流在封閉的總線中形成空間電荷。當(dāng)電荷密度能夠達(dá)到企業(yè)的一定值時(shí)，就會(huì)造成母線擊穿或閃絡(luò)，造成嚴(yán)重的社會(huì)危害。

? ? ? ? ?目前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性并開(kāi)始研究。在我國(guó)，這方面的研究工作剛剛起步，是一個(gè)新的科學(xué)研究課題。本文從“場(chǎng)”的角度研究封閉母線中空間電荷引起的電場(chǎng)畸變，分析空間電荷的發(fā)展對(duì)封閉母線絕緣材料性能的影響。并求出封閉公交車內(nèi)空間電荷的安全密度范圍。本文的主要研究?jī)?nèi)容將為封閉母線槽絕緣設(shè)計(jì)的發(fā)展提供相關(guān)的理論依據(jù)。

空間電荷對(duì)遠(yuǎn)離絕緣體的電場(chǎng)的影響。封閉總線中空間電荷的存在使電場(chǎng)變形。遠(yuǎn)離絕緣子的空間受絕緣子的影響很小，可視為穿過(guò)一個(gè)同軸圓柱體，絕緣子周圍區(qū)域的形狀比較系統(tǒng)。本文分別考慮這兩種情況，分析絕緣體密度以下的空間電荷。封閉母線發(fā)生擊穿或閃絡(luò)。遠(yuǎn)離絕緣子的電場(chǎng)計(jì)算及結(jié)果分析。封閉母線槽內(nèi)遠(yuǎn)離絕緣子的區(qū)域可視為同軸圓柱體。由于空間電荷的存在，電場(chǎng)由泊松方程表示，其中ρ是電荷密度并使用圓柱坐標(biāo)。邊界發(fā)展條件為r=RM，φ=U，RM為封閉系統(tǒng)母線通過(guò)導(dǎo)體的半徑r=RK，φ=0，RK為封閉母線外殼的半徑。

? ? 當(dāng)絕緣子沿母線徑向分割時(shí)，發(fā)生擊穿或閃絡(luò)時(shí)周圍區(qū)域的電荷密度小于軸向分割。因此，為保證封閉母線的正常運(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.，以保持電荷密度安全范圍內(nèi)。應(yīng)在封閉區(qū)域內(nèi)組裝。為了降低母線槽去離子發(fā)生裝置中的電荷密度，這使得企業(yè)開(kāi)展風(fēng)冷封閉式母線去離子檢測(cè)裝置的研究工作變得非常重要。

? ? ? ? ?封閉母線槽中遠(yuǎn)離絕緣體的電場(chǎng)解析計(jì)算。為保證公交車自封閉的安全管理和運(yùn)行，空間電荷分布密度應(yīng)保持在-9.2×10-5C/m2以下。