含有非線性介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)瞬態(tài)電場(chǎng)仿真分析.pdf

1、非線性絕緣介質(zhì)是指電導(dǎo)率或(和)相對(duì)介電常數(shù)隨電場(chǎng)變化而變化的絕緣介質(zhì)，它具有在不均勻電場(chǎng)下自行均化電場(chǎng)分布的特點(diǎn)，因此在復(fù)雜絕緣結(jié)構(gòu)中具有廣泛的應(yīng)用。本文以同軸電極中填充電導(dǎo)率或(和)相對(duì)介電常數(shù)為非線性絕緣介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)作為主要研究對(duì)象，分別仿真分析了在階躍電壓、交流電壓和沖擊電壓作用下非線性絕緣介質(zhì)內(nèi)瞬態(tài)電場(chǎng)分布。 本文采用電場(chǎng)模擬軟件ElecNet的瞬態(tài)2D求解器對(duì)同軸電極中填充非線性絕緣介質(zhì)所構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)仿真

2、分析。結(jié)果表明：在階躍電壓作用下，電導(dǎo)率非線性的絕緣介質(zhì)只在穩(wěn)態(tài)時(shí)起到均化電場(chǎng)的作用，絕緣利用系數(shù)較高，其均化電場(chǎng)分布、提高絕緣利用系數(shù)的本質(zhì)是空間電荷效應(yīng)；相對(duì)介電常數(shù)非線性的絕緣介質(zhì)只在初始狀態(tài)時(shí)起到均化電場(chǎng)作用，穩(wěn)態(tài)時(shí)絕緣利用系數(shù)較??；電導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)均為非線性絕緣介質(zhì)在整個(gè)過(guò)程中都能起到均化電場(chǎng)作用，改善電場(chǎng)的效果最好。在交流、沖擊電壓作用下，根據(jù)空間電荷限制電場(chǎng)理論，非線性絕緣介質(zhì)均化電場(chǎng)作用的能力取決于介質(zhì)內(nèi)部的傳導(dǎo)電流

3、與位移電流哪個(gè)占主導(dǎo)地位。當(dāng)傳導(dǎo)電流占主導(dǎo)地位時(shí)，電導(dǎo)率非線性絕緣介質(zhì)能夠起到均化電場(chǎng)作用；當(dāng)位移電流占主導(dǎo)地位時(shí)，容性非線性絕緣介質(zhì)能夠起到均化電場(chǎng)作用。本文還仿真分析了含有應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)的電纜終端的電場(chǎng)分布，并對(duì)采用線性硅橡膠外絕緣和非線性硅橡膠外絕緣的電纜終端的電場(chǎng)分布進(jìn)行比較，結(jié)果表明：非線性絕緣介質(zhì)的引入降低了應(yīng)力錐外表面合成場(chǎng)強(qiáng)以及應(yīng)力錐端尾處的最大合成場(chǎng)強(qiáng)，但是對(duì)電纜絕緣與應(yīng)力錐分界面處的軸向場(chǎng)強(qiáng)以及硅橡膠外絕緣與空氣的交界面