500kV SF6罐式断路器内壁金属颗粒三维电场分析

摘要

为了更准确地计算500kV SF6罐式断路器内部有金属颗粒时的电场分布,研究罐体内壁附着不同尺寸金属颗粒的特点,建立三维电场计算模型,有效解决了断路器、金属颗粒尺寸悬殊时的建模问题.用有限元法计算时,整个计算区域基本按准规则的六面体二十节点单元进行划分,提高了计算精度.三维电场计算结果表明:罐体内壁附着的金属颗粒尺寸不同时,颗粒表面的最大电场强度差别很大.若金属颗粒为直径1 mm的半球,颗粒表面最大场强低于屏蔽罩表面最大场强.根据介质放电理论,这些颗粒能够在局部放电时被清除.若颗粒最大尺寸达到或超过2mm,颗粒表面最大场强是屏蔽罩最大场强的数倍.根据介质放电理论,这可能会使局部放电发展为绝缘击穿.本文计算结果可为断路器的合理设计、安全运行提供理论和数值参考.