摘要：以气体绝缘开关设备(gas insulated switch-gear,GIS)整间隔为研究对象,综合考虑集肤效应、接触电阻、自然对流和辐射等因素,建立了整间隔三维电磁场、流场、温度场多物理场耦合仿真模型,计算分析了其功率损耗、温度场及气流场分布,获得了整间隔温度梯度分布规律。针对小型化GIS典型通流结构,提出了基于差分进化算法的多目标、多参数优化方法,缩小筒体外径4.7%,降低材料成本22.6%。按照国标进行了温升试验,仿真误差小于8%,验证了仿真模型的准确性和优化算法的合理性,为小型化GIS通流设计优化提供了较好的理论和技术支撑。

摘要：随着“碳达峰、碳中和”的提出,环保型高压设备的研制迫在眉睫。C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为极具潜力的环保替代气体,目前已经初步应用于高压母线,其通流温升特性作为重要设计指标,尚待深入研究。该文针对1100 kV环保混合气体特高压母线,构建磁-流-热多物理场耦合数值计算模型,并建立C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体物性参数数据库;搭建通流温升测量试验平台,理论与试验相结合,对比分析负荷电流、充气压力、混合比、结构尺寸等不同因素对母线温升的影响,提出合理的设计方案。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的换热能力不及SF_(6),增大充气压力和C_(4)F_(7)N的混合比,可有效提高母线通流能力,但依然达不到SF_(6)的水平,在C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体母线设计时应注意此问题;影响母线温升最主要的结构尺寸为导体外径,在导体外径与壳体内径间绝缘距离不变的条件下,导体外径增大11.5%,通流能力与原SF_(6)母线基本一致,该结论可应用于后续的母线设计。

摘要：在全球大力发展清洁能源、建设智慧能源互联网的背景下,作为关键设备之一的高压开关在智能化、环保性、电压等级提升及容量提升等方面发展迅速。首先综合介绍了中国开关设备的总体发展情况,接着介绍了高压开关设备在灭弧技术、仿真技术、智能化技术、环保技术、工艺技术等共性关键技术方面的最新研究进展以及产品发展。针对高压开关设计、制造面临的新挑战,国内外研究开发了双动传动系统与自能式结合的灭弧室结构,突破了开关设备开断、温升等多物理场耦合仿真技术,研制了智能高压开关设备,采用SF6混合气体开发了环保型开关设备并取得工程应用,开发了新型绝缘材料、近终形加工等工艺制造技术。高压开关设备技术发展趋势主要在环保性、大容量开断、高速开断、金属封闭式直流开关、新一代智慧型开关等方面,高压开关设备发展也将使电网更安全、更智能、更绿色。

摘要：为均匀气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed tranmission line,GIL)内盆式绝缘子附近气体区域及绝缘子沿面的场强分布,提高GIL整体的工作性能及运行可靠性,采用非均匀有理B样条曲线拟合方法,重构盆式绝缘子结构形状,利用有限元分析方法,进行电场及应力场的仿真计算,利用智能优化算法对盆式绝缘子、高压屏蔽罩及中心连接件的形状进行了优化,优化后结构与初始结构相比,盆式绝缘子附近气体区域的电场最大值下降了13.6%,凸面切向电场最大值下降了10.3%,改善了GIL内部电场局部过大的问题;在盆式绝缘子凹、凸面分别加气压时,盆式绝缘子沿面及连接件接触面最大应力分别下降了7.4%、7.0%和14.9%、18.6%,提升了盆式绝缘子的机械性能。文中研究成果可为各种高压电器结构优化设计提供参考。

摘要：为响应国家“双碳”战略,中国配电网正逐步禁止使用SF_(6)气体绝缘设备,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为国际主流的SF_(6)环保替代气体之一,研发点多面广的C_(4)F_(7)N环保气体环网柜(C_(4)F_(7)N环网柜)显得尤为必要。文中针对C_(4)F_(7)N环网柜设计关键技术开展研究,分析了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的绝缘和液化等关键性能,提出了绝缘设计的场强控制值并计算得到液化温度,优选了气压不变、C_(4)F_(7)N体积占比10%的混合气体技术方案。开展了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与铸钢、工程塑料、橡胶和环氧玻纤材料的热加速实验,发现气固材料试样相容性良好,并验证了环网柜整机的气固相容性可满足设备现场运行需求。对不同C_(4)F_(7)N体积占比的混合气体开展了三工位开关接地关合实验,获得了接地开关击穿特性、操作速度的影响及触头烧蚀状况,结果表明C_(4)F_(7)N体积占比10%下接地关合性能符合标准要求的连续多次关合工况,检验了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体及设备设计技术方案的有效性。研发了C_(4)F_(7)N环网柜样机,通过了全套型式实验,产品在安徽电网示范并规模化应用。文中提出了采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体绝缘的环网柜设计关键技术,为C_(4)F_(7)N环保气体输变电设备研发及应用提供了有益参考。

摘要：三工位隔离开关,采用隔离—接地一体化设计,由于其公用一个动触头,公用一台操动机构,因此减小了体积,并且从结构设计上实现了隔离—接地的机械联锁,节省了电气联锁设置,大大提高了操作上的可靠性。

摘要：本文介绍了高压瓷柱式断路器关键零件——拐臂盒的设计及计算分析问题。以一个126kV断路器拐臂盒的设计实例,详细介绍了使用Ansys进行计算分析的过程。

摘要：GIL中三支柱绝缘子是重要的绝缘支撑元件,其绝缘可靠性关乎输电系统的整体安全。本文运用有限元法开展GIL三支柱绝缘子建模和电场分析计算,重点分析电场沿切向分量的计算方法,根据该方法设计出经济可靠的绝缘结构。通过参数扫描法开展绝缘子结构优化设计,为产品研制提供理论依据和设计指导。

摘要：可控避雷器控制单元(断路器)的动作可靠性,是其功能实现的关键。开发了一种用于1 100 kV开关型可控避雷器的断路器,通过优化弹簧机构控制回路、缩短绝缘拉杆长度、优化传动形式等措施,提高断路器分合闸操作可靠性,根据国家标准完成15 000次机械寿命型式试验(超M2级),验证了优化措施的有效性。

摘要：为研究气体隔离开关内部电场分布情况,建立了550kV混合气体隔离开关的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS APDL软件对其灭弧室内部进行电场仿真计算分析,得到了在额定开距状态下两触头之间最大电势差时的电压与电场分布,并分别加载正向或反向电压观察其电场分布.仿真结果表明:无论动静触头加载正向或反向电压,动静触头间隙电压分布较均匀且按等势线趋势由高电压向低电压处扩散,且电场分布无较明显不同.动静触头之间电场分布均匀,有利于电弧的开断,静弧触头端点处电场强度较大且局部电场变化梯度大,易产生电击穿现象,在以后的设计中加以改善.