分接开关绝缘结构及均压环优化研究

摘要

分接开关作为变压器不可缺少的关键电气设备之一，它的性能和质量好坏，直接影响到变压器的安全运行。部位厂家由于对开关绝缘结构设计不合理，试验时经常发生击穿故障。因此在进行分接开关的绝缘结构设计时，控制高场强区域的最大场强往往是电气设计的关键。
　　 本文首先介绍了分接开关绝缘配合的相关特性，指出了影响开关内绝缘和外绝缘的因素。在总结比较多种数值计算方法的基础上，结合分接开关内绝缘介质和场域的特点分析，选择了有限元法作为本文的数值计算方法。
　　 在对绝缘结构进行优化设计时，利用ANSYS软件建立了三种高压电极周围绝缘结构的二维数值计算模型，研究了绝缘结构中的油隙结构和电极对电场分布的影响规律。仿真结果表明，油隙结构和电极经优化后，变压器油中的最大场强明显减小，从而大大降低了分接开关中电场分布的不均匀程度。
　　 在进行均压环结构参数优化设计时，利用ANSOFT软件建立了分接开关均压环在变压器油中的三维数值计算模型，研究了均压环的环径、管径和安装位置对分接开关电场分布影响的规律，并建立了基于BP神经网络的均压环结构参数的数学模型，得到了均压环的结构优化参数。
　　 试验证明，上述结论可应用于相关开关产品，对保证分接开关在电网中长期安全的运行具有重大意义和工程应用价值。