一、合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究（论文文献综述）
董海燕[1]（2021）在《高污秽度环境下腕臂复合绝缘子积污与电场特性研究》文中研究说明腕臂绝缘子是接触网上带电体与接地体间保持电气绝缘的关键零部件,其性能直接影响牵引供电系统的安全运行,积污特性和电场特性是衡量绝缘子性能的两大重要指标,可预测绝缘子在不同气象条件下的积污程度,并判断其绝缘状况。为了解决高污秽度环境下接触网绝缘子污闪问题,本文选取兰新铁路达坂城盐湖风区为高污秽度环境,接触网腕臂复合绝缘子为研究对象,从洁净绝缘子电场分布特性、目标区域运行绝缘子表面自然污秽物特性、绝缘子积污分布特性、染污绝缘子电场分布特性和新型绝缘子设计等五方面展开研究,主要工作和成果如下:（1）构建了腕臂绝缘子等比例几何模型,以电准静态场理论为基础,建立了清洁绝缘子电场计算数学模型。根据电场控制方程,采用有限元法分析了洁净状态下不同伞型结构绝缘子的电位和电场分布特性。结果表明:伞间距、伞倾角及伞裙个数等结构参数相同时,伞型结构对绝缘子沿面电位和电场分布无明显影响;单个伞裙表面的电位和电场分布具有圆周对称性,电位和场强从伞根部到边缘逐渐减小。（2）采集了兰新铁路达坂城-乌鲁木齐区间盐湖风区腕臂复合绝缘子表面自然污秽样本,利用扫描电镜和能谱仪分析了污秽的微观形貌及元素组成;采用电感耦合等离子体质谱仪和离子色谱仪分析了污秽可溶盐中主要的阴、阳离子组成;运用X-射线衍射仪分析了污秽不溶物的主要成分;借助激光粒度分析仪,首次分析了腕臂绝缘子平、斜两种特有布置方式下污秽颗粒粒度分布特性。大多数污秽颗粒的形状不规则,只有少量的污秽颗粒呈球状;可溶性污秽的主要成分是二价盐Ca SO4;污秽不溶物中晶体的主要成分为Si O2;平安装方式下,粒径集中在8～32μm;斜安装方式下,粒径集中在8～25μm。（3）采用欧拉-拉格朗日法描述绝缘子的积污过程,建立了电场-流场-粒子追踪场三者单相耦合的颗粒轨道数学模型,以盐湖风区污秽物特征参数为前提条件,在COMSOL Multiphysics软件平台上构建了腕臂复合绝缘子风洞积污数值仿真模型,分析了平、斜两种布置方式下风速、风向及粒径对绝缘子积污特性的影响。以碰撞系数表征绝缘子的最大积污程度,粒径越大或风速越大或气流角度[0°,±30°]时,布置方式对碰撞系数的影响越明显。（4）洁净复合绝缘子积污受潮后呈现分离水珠和湿污层两种染污状态,在分离水珠作用下,分析了水珠静态接触角、位置及间距对绝缘子电位和电场分布的影响;针对附有均匀湿污层的绝缘子提出了电场计算新方法,分析了污层厚度和电导率对电场分布特性的影响。通过对比分析洁净、分离水珠以及附有湿污层三种状态下绝缘子电场特性,揭示了绝缘子表面电场特性演变规律。（5）从绝缘子结构高度不变、绝缘子有效爬电距离最大、伞间平均场强最小的角度出发,设计了一种新型绝缘子结构,采用数值仿真和自然积污试验相结合的方法,分析了新型伞裙结构绝缘子防污的有效性。结果表明:新型伞裙结构绝缘子有效改善了不同风向下绝缘子的积污能力,作为主动防污措施,从源头降低污闪事故率,提高牵引供电系统的可靠性。
曲金[2]（2020）在《不同状态下绝缘子电场分析与检测研究》文中认为随着电力行业的迅速发展,大量的绝缘子被应用于电力系统的输变电线路中,而劣化绝缘子的存在则直接威胁着电力系统的安全稳定运行。当输电线路绝缘子串存在劣化绝缘子时,绝缘电阻降低,绝缘强度下降,很容易发生闪络,对电网的安全构成严重威胁。因此,亟需对不同状态绝缘子电场进行分析并研究出合适的劣化绝缘子检测方法。本文首先分析了悬式瓷质绝缘子的结构与劣化原理,以及绝缘子串的空间电位分布,并利用有限元仿真软件Infolytica ElecNet建立了悬式瓷质绝缘子串的结构模型进行仿真研究。仿真计算了16片XP-160型绝缘子串与16片XWP-160型绝缘子串的空间电场分布。通过改变绝缘子片的绝缘电阻和相对介电常数来模拟绝缘子片的不同状态,计算出两种型号绝缘子串不同状态下的电场分布后,进一步研究了绝缘子串的电场变化规律。论文研究表明,绝缘子劣化程度（即绝缘电阻）与劣化绝缘子的片数对空间电场的分布有着很大的影响,劣化程度越深,电场畸变越大;劣化绝缘子片数越多,电场畸变也越大。且不同状态下的绝缘子片的电场值变化随着劣化程度的不同（绝缘电阻）成线性变化。最后分析了以泡克尔斯效应为原理的光电电场检测法,并基于上述研究,结合电场分布测量法,研究了光电电场传感器应用于劣化绝缘子检测的可行性,并针对低值绝缘子电场变化不够明显的特点对光电电场传感器进行了优化。
姚顺[3]（2019）在《500kV断路器用复合套管电场分析》文中指出断路器是电力系统运行中的关键设备,关系着电力系统能否稳定运行。而高压套管是断路器绝缘中的重要部分,高压套管的电气绝缘对断路器的运行维护至关重要。鉴于在北方寒冷地区,SF6断路器的套管爆炸事故时有发生,为满足500kV系统输电可靠性的要求,防止断路器连接套管爆炸的事故再次发生,本文采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对断路器复合套管的电场强度进行了分析,给出有限元建模的发现、复合套管的分布规律和运行维护意见。首先,本文对有限元求解电场问题的方法和过程进行了归纳和总结,并对有限元建模过程可能存在的网格生成、无穷远边界选取、材料选取、瞬态波电压拟合等问题进行了分析。得出了无穷远设置直径为10倍套管直径的圆柱无穷远域能够在保证计算精度的情况下减少计算量的结论。并且得到了标准雷击波形和标准操作过电压波形的双指数拟合形式。研究结果为有限元计算套管电场分布提供了理论支持。其次,本文在分析断路器套管结构的基础上,利用有限元分析软件,建立了多种环境条件下的电场分析模型:理想环境下模型,覆雪条件下模型,污秽条件下模型。并研究了工频电压、操作过电压、雷击过电压条件下模型的电场分布,得到了外界环境对内部电场强度影响的分析结果和结论。最后,本文还利用三维有限元模型和超级计算机服务节点,对存在SF6液化情况的套管内部电场强度进行了分析。对两种三维网格生成方法进行了比对,并根据可能的电气参数得到了最大可能电场强度值,指出SF6液滴可能是产生事故的原因,并给出了改进措施。还通过对计算结果的分析,得出了一些具有实用意义的结论,为工程设计提供有益的借鉴。
王泽忠,李立凡,刘莹,王欢,杨箫箫[4]（2018）在《HVDC换流阀屏蔽系统表面电场边界元与场域元耦合计算》文中进行了进一步梳理绝缘子是直流输电换流阀塔的重要组成部分,针对绝缘子的分析对于换流阀塔的设计具有重要意义。文中考虑支柱绝缘子的换流阀屏蔽系统的表面电场分布,提出了基于积分方程的场域元与边界元耦合的计算方法。将场域元法与边界元法耦合,共同模拟考虑支柱绝缘子的换流阀屏蔽系统。通过与二维有限元算法的对比,验证了算法的正确性。建立不同情况下的换流阀屏蔽系统模型,采用耦合算法对其进行分析,得出了考虑绝缘子前后屏蔽系统的电场分布以及绝缘子内部的电场分布,提高了计算精度,拓展了传统边界元算法的应用范围。
李立凡[5]（2018）在《交直流电压下柔性直流输电换流阀屏蔽系统电场分析》文中研究表明换流技术是柔性直流输电的核心技术,在柔性直流输电系统中,交流和直流的转换是通过换流阀来实现的。绝缘子和屏蔽罩是柔性直流输电换流阀塔的重要组成部分,分析柔性直流输电换流阀塔绝缘子内部电场和屏蔽罩表面电场对于柔性直流输电换流阀塔的设计具有重要意义。针对交流情况下绝缘子内部电场以及绝缘子与屏蔽罩表面电场之间的相互影响,本论文提出了边界元-场域元直接耦合算法。该方法在已知导体表面电位的情况下,可以求出导体表面电场和电介质内部电场。使用直接耦合算法计算三维轴对称模型的电场,通过与对应的二维轴对称模型有限元计算结果对比,验证了直接耦合算法的正确性。根据电场在理想电介质和导电媒质中分布规律的类比关系,将边界元-场域元直接耦合算法从理想电介质情况推广到了导电媒质情况,使其能够应用于直流情况。本论文研究了绝缘子内部与屏蔽罩表面电场之间的相互影响。针对一个阀塔的情况,建立不同层数屏蔽罩的模型,使用直接耦合法对绝缘子内部电场进行计算,计算结果表明在对阀塔进行建模时,靠近绝缘子的屏蔽罩对绝缘子内部电场分布影响较大,而远离绝缘子的屏蔽罩对绝缘子内部电场的影响较小。分别建立无绝缘子和有绝缘子情况下的换流阀屏蔽系统模型,使用直接耦合算法对屏蔽罩表面电场进行计算,分析得出在仿真计算时忽略绝缘子建模会对屏蔽罩表面电场计算结果有一定影响。根据实际工程中换流系统的电压施加方式以及换流阀塔之间的连接方式,分别建立了典型位置处换流阀塔的模型,使用直接耦合算法对交直流混合情况下屏蔽罩表面电场和绝缘子内部电场进行计算,与交流和直流电压单独作用下的情况对比,得出交直流混合电压对绝缘子内部电场分布有较大的影响,对屏蔽罩表面电场的影响较小。
刘骥陶[6]（2017）在《高压直流输电线离子流场及附近绝缘子状态研究》文中研究指明随着我国高压直流输电工程的快速发展,国内?500kV超高压直流输电技术已广泛应用,?800kV特高压直流输电线路也已投入运行。绝缘问题是特高压直流输电最为核心的关键问题,由于高压直流输电存在由离子流场产生的大量空间电荷对绝缘子沿面闪络存在较大影响,因此直流输电线路绝缘子设计时需要对其进行考虑。本文研究了直流输电线路离子流场数值计算方法,并利用上流元法对直流输电线路离子流场进行数值计算求解,同时分析了特定条件下直流输电离子流场的空间电荷分布,对绝缘子运行参数的影响。本文首先通过对离子流场的理论分析,根据麦克斯韦方程推导离子流场的数学模型及边界条件,并利用上流元方法中来解决迭代求解流程中可能出现的不收敛问题,使得迭代过程能够较快完成;然后采取有限元方法来求解数学模型;最后采用matlab编写程序实现功能,通过与同轴圆柱结构的解析解的对比来验证该计算方法的有效性,实现上流有限元方法求解直流输电线路的地面合成电场及空间离子流密度。本文分析了风速、导线高度、导线电压等级对离子流场的影响,结果表明:导线高度、电压等级对地面附近离子流影响较大;同时空间电荷对绝缘子表面电场及电压分布也存在一定影响。本文的研究成果可以为高压直流输电工程的电磁环境评估提供基础,同时可以进一步对高压直流线路绝缘子在复杂大气条件下的闪络研究提供指导。
卢明,杨庆,阎东,庞锴[7]（2011）在《复合绝缘子伞型结构对电场分布的影响》文中认为复合绝缘子的结构特点以及安装环境导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。随着电压等级和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重。强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,降低绝缘子的运行寿命,对电力安全运行造成严重威胁。笔者通过对110 kV、220 kV的普通伞型与特殊伞型4种复合绝缘子的电场对比计算表明,绝缘子伞裙结构对其表面电场分布影响较小。
邓镓卓[8]（2010）在《串联玻璃绝缘子改善复合绝缘子电场分布研究》文中研究指明复合绝缘子的外形特点,金具结构和硅橡胶材料的介电特性导致其电位分布很不均匀,在两金具端附近电场集中。随着电压等级的提高和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重。强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,进而对电磁环境、绝缘材料的运行特性等产生影响,对电力安全运行造成严重威胁。因此本论文研究改善复合绝缘子端部电场和调整绝缘子串电位分布的新方法具有重要的学术价值和科学意义。目前,复合绝缘子常用的均压措施是装设均压环,但是均压环对于改善复合绝缘子端部电场效果明显,而对调整整体电位分布效果有限,且装设的均压环会缩短复合绝缘子两极间的极间距离,降低输电线路的耐雷水平,同时国内外对于均压环的使用尚没有统一的标准。基于有限元法,本论文以复合绝缘子和玻璃绝缘子的串联组合使用为例,建立了输电线路复合绝缘子三维电场计算模型,提出了一种改善复合绝缘子电场分布的新方法。研究了在不同电压等级的复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后复合绝缘子轴向电位和电场分布的变化情况;计算结果表明:复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,改善了复合绝缘子端部的电场分布,并推荐了不同电压等级的复合绝缘子导线侧应串联的玻璃绝缘子片数。本论文以110kV电压等级的复合绝缘子为例,开展了在复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子的人工污秽试验,研究了绝缘子串闪络电压的提高比和闪络梯度的变化情况。结果表明:在同种污秽度下,随着复合绝缘子导线侧所串联的玻璃绝缘子片数增加,由于增加了爬电距离,故其闪络电压有所提高。同时在复合绝缘子导线侧串联1-2片玻璃绝缘子后,由于玻璃绝缘子的均压作用使得高压端电位分布均匀,对绝缘子的起弧以及发展有了一定的抑制作用,故闪络梯度的变化不大。220kV和500kV电压等级的复合绝缘子可以此作为参考。最后,本文以110kV复合绝缘子串联玻璃绝缘子为例,对爬电比距、风偏角以及耐雷水平等参数进行了校核,并研究了串联玻璃绝缘子对覆冰复合绝缘子的影响。研究成果为输电线路的绝缘子改造以及外绝缘设计提供参考。
武坤,司马文霞,杨庆,邓稼卓[9]（2009）在《分域迭代法计算特高压线路绝缘子电场分布》文中进行了进一步梳理为提高计算精度针对特高压输电线路中杆塔—导线—绝缘子这种包含复杂局部结构的无界电场问题提出了一种电场分域迭代计算方法,即将分域和迭代计算的思想引入有限元电场模型的计算中。利用分域思想将结构复杂的绝缘子及其表面空间作为细剖分区域,杆塔、导线及外部空间部分作为辅助计算区域,对细剖分区域和辅助计算区域进行迭代计算得到最终的电场分布。这种方法克服了大型有限元模型剖分难度大以及计算时间长的缺点,且具有更高的计算精度。对800kV复合绝缘子电场分布的计算表明,绝缘子伞裙结构影响其表面电场分布,伞裙表面的电场比其附近杆部表面的电场高50%～60%。
马爱清[10]（2009）在《GIS电场及其逆问题数值计算方法研究》文中研究说明随着GIS（Gas Insulated Switchgear）小型化和三相共箱化的发展趋势,GIS内部电场分布变的越来越复杂,选择科学、有效的数值计算方法,对GIS的三维电场进行数值计算来指导绝缘设计是电气设备行业的迫切要求。通过电场的准确计算,有效地优化GIS绝缘结构,使整个场域的电场分布尽可能均匀,对于设计绝缘结构合理的GIS产品具有重要意义。本文基于有限元法,对GIS电场及其逆问题数值计算方法进行了研究。提出了采用MPCG（Modified Preconditioned Conjugate Gradient）算法求解大型有限元代数方程组的方法,设计了能快速寻址系数矩阵的存储方法,开发了简单易用的电场辅助计算软件,具有工程实际应用价值。最后,引入RBFEM（Reduced-basis FEM）求解GIS电场逆问题。论文采用有限元法,对三相共箱式GIS的三维电场进行计算,通过计算分析获得了GIS的电场分布规律,影响GIS内部绝缘和表面绝缘的主要因素,以及相关结构参数对电场分布的影响。在此基础上进行电场逆问题求解,实现了绝缘子表面和导体屏蔽均压罩的结构优化设计。从而为GIS的结构设计提供数据支持和理论依据。针对三维电场剖分后形成的系数矩阵阶数高达几十万阶的特点,论文提出采用MPCG算法求解大型有限元方程组,同时,为了节省程序占用的存储空间,加快存取运算速度,开展了稀疏矩阵存储技术的研究,设计了系数矩阵的快速寻址方法。并用于GIS三维电场有限元方程组的求解。利用该算法可以减少求解时间,具有和ICCG（Incompletely Cholesky Conjugate Gradient）算法相近的收敛速度,非常适合大型有限元方程组求解。论文基于APDL（ANSYS Parametric Design Language）语言,结合VC,设计并实现了用于GIS电场分布和电压分布的辅助计算软件。软件具有简便的图形用户界面,可以选择不同的工况测试模式,计算相应的电场和电压分布情况,是一种较实用的电场计算软件。针对随机优化法结合有限元法求解电场逆问题时,需要多次生成有限元网格和重复求解有限元方程导致计算量太大的问题。论文提出了采用基于近似分析的RBFEM快速求解GIS电场逆问题,该算法能够在一次有限元网格剖分的基础上,利用已形成的缩减基矩阵通过插值法来求得新的电位向量,通过降维求解的方式实现电场的快速优化。该方法极大地降低了计算量,提高了优化设计的效率,而且还具有好的精确度。
二、合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究（论文提纲范文）
（1）高污秽度环境下腕臂复合绝缘子积污与电场特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 绝缘子电场特性研究 |
| 1.2.2 绝缘子表面污秽特性研究 |
| 1.2.3 绝缘子积污特性研究 |
| 1.2.4 绝缘子防污闪措施研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 洁净绝缘子电场分布特性研究 |
| 2.1 典型伞型结构的腕臂复合绝缘子 |
| 2.2 洁净绝缘子电场计算模型 |
| 2.2.1 绝缘子电场计算控制方程 |
| 2.2.2 绝缘子电场计算有限元原理 |
| 2.2.3 绝缘子电场计算有限元仿真步骤 |
| 2.3 洁净绝缘子电场分布特性 |
| 2.3.1 电位分布 |
| 2.3.2 电场分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 绝缘子表面污秽物特性分析 |
| 3.1 兰新铁路典型环境绝缘子样本 |
| 3.2 污秽微观形貌特征及元素组成 |
| 3.3 污秽的化学成分 |
| 3.4 污秽颗粒的粒度分布特性 |
| 3.4.1 污秽颗粒粒度的对数正态分布特征 |
| 3.4.2 不同布置方式下污秽颗粒粒径分布特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 绝缘子表面积污分布的风洞数值模拟 |
| 4.1 绝缘子积污过程的气固两相流计算模型 |
| 4.1.1 连续相控制方程 |
| 4.1.2 离散相控制方程 |
| 4.1.3 边界条件和求解方法 |
| 4.2 绝缘子外部流场特性 |
| 4.2.1 流速分布 |
| 4.2.2 静压分布 |
| 4.3 绝缘子表面积污特性 |
| 4.3.1 绝缘子表面积污特性的影响因素 |
| 4.3.2 绝缘子表面积污分布特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 染污绝缘子电场分布特性研究 |
| 5.1 分离水珠作用下绝缘子电场分布特性 |
| 5.1.1 静态接触角对电场分布的影响 |
| 5.1.2 水珠位置对电场分布的影响 |
| 5.1.3 水珠间距对电场分布的影响 |
| 5.2 附有均匀湿污层的绝缘子电场分布特性 |
| 5.2.1 绝缘子电场计算模型 |
| 5.2.2 电位分布 |
| 5.2.3 电场分布 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 新型绝缘子设计及防污性能分析 |
| 6.1 新型绝缘子结构 |
| 6.2 不同伞裙结构绝缘子积污特性仿真分析 |
| 6.2.1 平安装绝缘子 |
| 6.2.2 斜安装绝缘子 |
| 6.3 新型绝缘子自然积污试验 |
| 6.3.1 绝缘子自然积污收集方法 |
| 6.3.2 绝缘子污秽度测量方法 |
| 6.3.3 绝缘子自然积污试验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）不同状态下绝缘子电场分析与检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 绝缘子电场计算研究现状 |
| 1.2.2 绝缘子检测研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 绝缘子的结构建模与电位分析 |
| 2.1 零低值绝缘子 |
| 2.2 绝缘子建模 |
| 2.2.1 悬式绝缘子结构 |
| 2.2.2 绝缘子片数的选择 |
| 2.2.3 绝缘子参数 |
| 2.2.4 建模 |
| 2.3 绝缘子空间电位分布 |
| 2.4 绝缘子电场计算的有限元法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 XWP-160型绝缘子不同状态下的电场分析 |
| 3.1 XWP-160型绝缘子正常情况电场分析 |
| 3.2 XWP-160型绝缘子不同状态下的电场分析 |
| 3.2.1 XWP-160型绝缘子串顶端零低值电场分析 |
| 3.2.2 XWP-160型绝缘子串中间零低值电场分析 |
| 3.2.3 XWP-160型绝缘子串底部零低值电场分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 XP-160型绝缘子不同状态下的电场分析 |
| 4.1 XP-160型绝缘子正常情况电场分析 |
| 4.2 XP-160型绝缘子不同状态下的电场分析 |
| 4.2.1 XP-160型绝缘子串顶端绝缘子片零低值电场分析 |
| 4.2.2 XP-160型绝缘子串中间绝缘子片零低值电场分析 |
| 4.2.3 XP-160型绝缘子串底部绝缘子片零低值电场分析 |
| 4.3 两种型号绝缘子电场变化数学模型 |
| 4.3.1 XWP-160型绝缘子劣化时电场变化数学模型 |
| 4.3.2 XP-160型绝缘子劣化时电场变化数学模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 劣化绝缘子的非接触式检测法 |
| 5.1 电光效应 |
| 5.2 光电电场传感器原理 |
| 5.3 光电检测系统 |
| 5.4 光电检测系统的优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）500kV断路器用复合套管电场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 目的与意义 |
| 1.1.1 SF_6 断路器 |
| 1.1.2 高压复合套管 |
| 1.2 电场分析方法现状 |
| 1.2.1 直接解析法 |
| 1.2.2 模拟法 |
| 1.2.3 电场数值计算方法 |
| 1.3 高压套管问题的研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 有限元求解和绝缘分析 |
| 2.1 电场边值问题 |
| 2.2 电场数值计算方法 |
| 2.2.1 有限差分法 |
| 2.2.2 有限元法 |
| 2.2.3 矩量法 |
| 2.3 有限元求解 |
| 2.3.1 有限元法求解过程 |
| 2.3.2 网格生成方法 |
| 2.3.3 电场问题的有限元法的求解方法 |
| 2.4 COMSOL Multiphysics软件的优势和求解过程 |
| 2.5 复合套管绝缘分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 二维轴对称模型下电场分布 |
| 3.1 有限元建模过程 |
| 3.1.1 几何建模和网格生成 |
| 3.1.2 等效无穷远选取规则 |
| 3.1.3 瞬态传导电流场计算原理 |
| 3.1.4 材料参数 |
| 3.1.5 电压波模拟 |
| 3.2 正常工况下电场分布 |
| 3.2.1 正常工况 |
| 3.2.2 电势分布 |
| 3.2.3 电场分布 |
| 3.2.4 电场强度矢量分布 |
| 3.3 暂态工况下的电场分布 |
| 3.3.1 暂态工况 |
| 3.3.2 绝缘子无污秽在雷击过电压下电场分布 |
| 3.3.3 绝缘子无污秽在操作过电压下电场分布 |
| 3.4 特殊环境下复合套管电场分布 |
| 3.4.1 特殊环境 |
| 3.4.2 绝缘子在工频环境重度覆雪情况下电场分布 |
| 3.4.3 绝缘子有污秽在雷击过电压下电场分布 |
| 3.4.4 绝缘子有污秽在操作过电压情况下电场分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于三维模型对SF6液化影响分析 |
| 4.1 SF_6 液化分析 |
| 4.1.1 物相分析 |
| 4.1.2 套管内部电热耦合分析 |
| 4.2 三维模型 |
| 4.2.1 基本三维构型的建立 |
| 4.2.2 液滴的设置 |
| 4.3 三维网格生成和优化 |
| 4.3.1 扫掠剖分 |
| 4.3.2 三维四面体网格生成 |
| 4.4 超级计算机计算过程 |
| 4.4.1 超级计算机综述 |
| 4.4.2 本次计算节点概况 |
| 4.4.3 计算系统概况 |
| 4.4.4 Linux操作系统 |
| 4.4.5 超级计算机的使用流程 |
| 4.5 内部出现SF6 液化时在工频电压情况下电场分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结果校验和分析 |
| 5.1 结果校验 |
| 5.2 结果分析 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间主要学术成果目录 |
| 附录 B 超级计算机计算脚本 |
（4）HVDC换流阀屏蔽系统表面电场边界元与场域元耦合计算（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 耦合积分方程组 |
| 2 边界元—场域元耦合算法 |
| 2.1 近似函数插值公式 |
| 2.2 耦合积分方程的伽辽金离散化 |
| 3 算法验证 |
| 3.1 三维耦合算法计算结果 |
| 3.2 二维轴对称有限元计算结果 |
| 3.3 计算结果对比和误差分析 |
| 4 工程计算实例 |
| 4.1 不考虑绝缘子的阀塔模型 |
| 4.2 只考虑金具的阀塔模型 |
| 4.3 考虑绝缘子的阀塔模型 |
| 4.4 计算结果对比和误差分析 |
| 4.5 绝缘子内部电场分布 |
| 5 结论 |
（5）交直流电压下柔性直流输电换流阀屏蔽系统电场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁场数值计算研究现状 |
| 1.2.2 柔性直流输电阀塔支柱绝缘子研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 边界元-场域元直接耦合法 |
| 2.1 积分方程场域元法 |
| 2.1.1 电介质内电位的计算方法 |
| 2.1.2 电介质内电场的计算方法 |
| 2.2 间接边界元法 |
| 2.3 边界元-场域元直接耦合法 |
| 2.3.1 耦合积分方程组 |
| 2.3.2 近似函数插值公式 |
| 2.3.3 耦合积分方程的伽辽金离散化 |
| 2.4 边界元-场域元直接耦合算法的验证 |
| 2.4.1 三维轴对称模型建模及计算 |
| 2.4.2 二维轴对称模型建模及计算 |
| 2.4.3 计算结果对比及分析 |
| 2.5 直接耦合算法在导电媒质中的类比扩展 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 交流和直流电压下换流阀屏蔽系统的电场分布 |
| 3.1 屏蔽罩对绝缘子内部电场影响的分析 |
| 3.1.1 无屏蔽罩情况下绝缘子内部电场 |
| 3.1.2 单层屏蔽罩情况下绝缘子内部电场 |
| 3.1.3 双层屏蔽罩情况下绝缘子内部电场 |
| 3.1.4 计算结果对比分析 |
| 3.2 交流电压下绝缘子对阀塔模型表面电场影响分析 |
| 3.2.1 不考虑绝缘子的阀塔模型表面电场分析 |
| 3.2.2 只考虑金具的阀塔模型表面电场分析 |
| 3.2.3 考虑绝缘子的阀塔模型表面电场分析 |
| 3.2.4 计算结果对比分析 |
| 3.3 直流电压下绝缘子对阀塔模型表面电场影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 交直流混合电压下换流阀屏蔽系统的电场分布 |
| 4.1 交直流混合电压下阀塔模型表面电场分布 |
| 4.2 交直流混合电压下绝缘子内部电场分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作 |
| 致谢 |
（6）高压直流输电线离子流场及附近绝缘子状态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 特高压直流输电线路离子流场研究现状 |
| 1.2.2 绝缘子闪络研究发展现状 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 第2章 离子流场的数学模型 |
| 2.1 离子流场理论模型 |
| 2.1.1 直流流输电线路离子流形成机理 |
| 2.1.2 基本假设 |
| 2.1.3 离子流场控制方程 |
| 2.2 粒子流场数学模型离散化 |
| 2.2.1 边界条件 |
| 2.2.2 单元剖分 |
| 2.2.3 构造插值函数 |
| 2.2.4 单元分析 |
| 2.2.5 单元合成矩阵的求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 离子流场的求解 |
| 3.1 上流有限元法计算过程 |
| 3.1.1 根据空间电位求解空间电荷密度 |
| 3.1.2 迭代计算 |
| 3.2 计算参数的选择 |
| 3.2.1 导体表面起晕场强Ec |
| 3.2.2 离子的迁移率及负荷系数 |
| 3.2.3 迭代初始值 |
| 3.2.4 分裂导线的起晕场强 |
| 3.3 算例验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 离子流场及附近绝缘子运行参数的研究 |
| 4.1 输电线离子流场求解 |
| 4.2 风速对离子流场的影响分析 |
| 4.3 高度对地面离子流场的影响 |
| 4.4 不同电压等级对离子流场的影响 |
| 4.5 空间电荷对绝缘子表面电场分布的影响 |
| 4.5.1 悬式绝缘子模型 |
| 4.5.2 绝缘子沿面参数计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）复合绝缘子伞型结构对电场分布的影响（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 有限元分域迭代计算方法 |
| 2 计算模型的建立 |
| 3 计算结果分析 |
| 4 结论 |
（8）串联玻璃绝缘子改善复合绝缘子电场分布研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合绝缘子电场特性研究现状 |
| 1.2.2 绝缘子电场计算方法 |
| 1.2.3 复合绝缘子电场改善措施研究 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 复合绝缘子串联玻璃绝缘子的有限元原理及模型 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 电场数值分析的有限元法 |
| 2.2.1 有限元法的基本原理 |
| 2.2.2 有限元法求解三维静电场电场分布 |
| 2.3 复合绝缘子串联玻璃绝缘子电场分布机理分析 |
| 2.4 复合绝缘子串联玻璃绝缘子的电场仿真模型 |
| 2.4.1 模型的建立 |
| 2.4.2 悬浮导体的处理 |
| 2.5 小结 |
| 3 串联玻璃绝缘子对复合绝缘子电场和电位分布的影响 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 标准复合绝缘子串联玻璃绝缘子的电场分布 |
| 3.3 等结构高度复合绝缘子串联玻璃绝缘子的电场分布 |
| 3.4 复合绝缘子、均压环、玻璃绝缘子组合方式的应用研究 |
| 3.5 小结 |
| 4 复合绝缘子串联玻璃绝缘子的污秽闪络特性试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验装置、试品与试验方法 |
| 4.2.1 人工气候室 |
| 4.2.2 试验电源 |
| 4.2.3 试验原理及测试系统 |
| 4.2.4 试品 |
| 4.2.5 试验方法 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.3.1 闪络电压与闪络次数的关系 |
| 4.3.2 闪络电压与盐密和灰密的关系 |
| 4.4 小结 |
| 5 串联玻璃绝缘子对复合绝缘子外绝缘水平影响研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 爬电比距的校核 |
| 5.3 绝缘子串风偏角的校核 |
| 5.4 串联玻璃绝缘子对覆冰复合绝缘子的影响 |
| 5.4.1 模型的建立 |
| 5.4.2 串联玻璃绝缘子对覆冰复合绝缘子电场分布的影响 |
| 5.5 输电线路耐雷性能的研究 |
| 5.5.1 输电线路反击耐雷性能研究 |
| 5.5.2 输电线路绕击耐雷性能研究 |
| 5.6 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间参与的科研工作 |
（9）分域迭代法计算特高压线路绝缘子电场分布（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 分域迭代计算方法 |
| 2 特高压输电线路绝缘子的电场分布计算 |
| 3 结论 |
（10）GIS电场及其逆问题数值计算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 GIS 发展及应用现状 |
| 1.3 GIS 电场数值计算的研究概况 |
| 1.3.1 电场数值计算方法 |
| 1.3.2 利用有限元法计算GIS 电场研究进展 |
| 1.4 电场逆问题数值计算的研究概况 |
| 1.4.1 随机类优化算法 |
| 1.4.2 确定性优化算法 |
| 1.4.3 其它相关优化算法 |
| 1.5 GIS 电场及其逆问题数值计算相关的问题 |
| 1.6 论文主要内容及其章节安排 |
| 第二章 GIS 用三相共箱式 SF6断路器三维电场计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GIS 用断路器有限元计算模型的建立 |
| 2.2.1 GIS 用断路器模型的建立 |
| 2.2.2 Pro/ENGINEER 与ANSYS 的接口 |
| 2.2.3 计算模型的建立 |
| 2.3 三维电场的求解 |
| 2.3.1 三维模型的网格剖分 |
| 2.3.2 ICCG 算法与求解 |
| 2.4 计算结果及分析 |
| 2.5 试验验证 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 GIS 用盘式绝缘子三维电场计算及其逆问题分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维电场计算 |
| 3.2.1 计算模型的建立 |
| 3.2.2 网格剖分 |
| 3.2.3 电气性能计算内容及其技术参数 |
| 3.3 计算结果及其绝缘分析 |
| 3.4 结构优化改进分析 |
| 3.4.1 建立数学模型 |
| 3.4.2 优化结果与分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 MPCG 算法在 GIS 三维电场计算中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MPCG 算法原理 |
| 4.2.1 FEM |
| 4.2.2 代数方程组的计算机解法 |
| 4.2.3 ICCG 算法 |
| 4.2.4 MPCG 算法 |
| 4.3 系数矩阵的快速寻址 |
| 4.4 算例 |
| 4.4.1 计算模型的建立 |
| 4.4.2 利用MPCG 算法求解代数方程组 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于 APDL 的 GIS 电场软件设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电场计算软件的程序化设计 |
| 5.2.1 设计原则及主要功能 |
| 5.2.2 程序设计思路 |
| 5.2.3 程序模块实现 |
| 5.3 计算实例 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 RBFEM 在GIS 电场逆问题快速优化计算中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 缩减基有限元法 |
| 6.2.1 基本原理 |
| 6.2.2 RBFEM 计算过程 |
| 6.2.3 RBFEM 结果误差估计 |
| 6.3 算例 |
| 6.3.1 逆问题的数学模型 |
| 6.3.2 程序设计及实现 |
| 6.3.3 优化结果及分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间负责和参与的科研项目 |
四、合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究（论文参考文献）
- [1]高污秽度环境下腕臂复合绝缘子积污与电场特性研究[D]. 董海燕. 兰州交通大学, 2021(01)
- [2]不同状态下绝缘子电场分析与检测研究[D]. 曲金. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [3]500kV断路器用复合套管电场分析[D]. 姚顺. 湖南大学, 2019(06)
- [4]HVDC换流阀屏蔽系统表面电场边界元与场域元耦合计算[J]. 王泽忠,李立凡,刘莹,王欢,杨箫箫. 高压电器, 2018(03)
- [5]交直流电压下柔性直流输电换流阀屏蔽系统电场分析[D]. 李立凡. 华北电力大学(北京), 2018(04)
- [6]高压直流输电线离子流场及附近绝缘子状态研究[D]. 刘骥陶. 沈阳工业大学, 2017(08)
- [7]复合绝缘子伞型结构对电场分布的影响[J]. 卢明,杨庆,阎东,庞锴. 电瓷避雷器, 2011(01)
- [8]串联玻璃绝缘子改善复合绝缘子电场分布研究[D]. 邓镓卓. 重庆大学, 2010(03)
- [9]分域迭代法计算特高压线路绝缘子电场分布[J]. 武坤,司马文霞,杨庆,邓稼卓. 高电压技术, 2009(06)
- [10]GIS电场及其逆问题数值计算方法研究[D]. 马爱清. 上海交通大学, 2009(04)