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摘要：当前对换流变压器阀侧套管电场分布和电荷积聚的仿真研究较少考虑环氧胶浸纸材料电导率的各向异性。为研究环氧胶浸纸材料电导率的各向异性以及电导率随温度的变化规律，本文建立了三电极体积电导率测量平台，并以800 kV缩比套管为研究对象建立了电-热-流多物理场耦合仿真模型，对比了采用各向同性与各向异性电导时套管芯体电场分布和电荷积聚特性。研究发现，环氧胶浸纸材料的体积电导率具有显著的各向异性，在40-100℃范围内沿纸面和穿过纸面方向上的体积电导率相差达到6倍以上。仿真结果表明，在考虑材料电导率的各向异性时，相比各向同性条件下，正极性电压下套管端部会积聚大量的负极性电荷，最大负电荷密度达到1.28×10-5 C/m2，使得套管端部电位下降20.2%，使屏蔽罩与套管芯体间气隙段SF6侧的电场强度增大了10.9倍。仿真结果预示着真实的环氧胶浸纸套管有可能由于套管芯体端部和屏蔽罩之间的小间隙放电而引发套管的沿面闪络。
文章目录
0 引言
1 电导率测试方法
1.1 实验装置与实验方法
1.2 试样准备
2 多物理场耦合仿真模型建立
2.1 电场模型与控制方程
2.2 电荷积聚模型与控制方程
2.3 热场模型与控制方程
2.4 仿真流程与边界条件
3 电导率测量结果及分析
3.1 直流电场强度对试样体电导率的影响
3.2 温度对试样体电导率的影响
3.3 平行垂直试样体电导率的差异及分析
4 多物理场仿真结果及分析
4.1 套管芯体温度场分布
4.2 套管芯体径向电场分布
4.3 套管芯体表面电势与电场分布
4.4 套管芯体表面电荷积聚情况
4.5 仿真结果验证
5 结论
