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正极性纳秒脉冲电压下变压器油中流注放电仿真研究

李元 穆海宝 邓军波 张冠军 王曙鸿

正极性纳秒脉冲电压下变压器油中流注放电仿真研究

李元, 穆海宝, 邓军波, 张冠军, 王曙鸿
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  • 建立了二维轴对称流体模型, 仿真研究了正极性纳秒脉冲电压下变压器油中针-板电极流注放电的起始与发展过程, 得到了不同的外施电压幅值、脉冲上升沿时间与电极间隙距离下油中流注放电的形貌、 电场强度与空间电荷密度分布等. 仿真结果表明: 空间电荷加强了流注头部前方电场, 使流注通道更易于向前推进, 形成"电离波"; 随着外施电压幅值升高, 流注发展的平均速度显著变大; 较陡的脉冲上升沿形成的放电半径较大, 对应的最大电场强度值变小; 随着电极间隙距离的增加, 流注发展平均速度变快. 仿真显示纳秒脉冲下放电中油温无明显升高, 表明此类放电过程没有明显的油气化现象. 我们认为, 场致电离是油中带电粒子产生的主导机制; 空间电荷效应增强流注前方电场使得电离进一步发展, 最终导致击穿. 本研究有助于加深对变压器油中放电起始、发展直至击穿过程的认识以及对液体电介质中电离机制的理解.
    • 基金项目: 国家杰出青年科学基金(批准号: 51125029)资助的课题.
    [1]

    Wang Y 1991 High Power Pulsed Power Supply (Beijing: Atomic Energy Press) pp5-11 (in Chinese) [王莹 1991 高功率脉冲电源(北京: 原子能出版社)第5–11页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-02
  • 修回日期:  2013-03-04
  • 刊出日期:  2013-06-20

正极性纳秒脉冲电压下变压器油中流注放电仿真研究

  • 1. 西安交通大学电气工程学院, 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    国家杰出青年科学基金(批准号: 51125029)资助的课题.

摘要: 建立了二维轴对称流体模型, 仿真研究了正极性纳秒脉冲电压下变压器油中针-板电极流注放电的起始与发展过程, 得到了不同的外施电压幅值、脉冲上升沿时间与电极间隙距离下油中流注放电的形貌、 电场强度与空间电荷密度分布等. 仿真结果表明: 空间电荷加强了流注头部前方电场, 使流注通道更易于向前推进, 形成"电离波"; 随着外施电压幅值升高, 流注发展的平均速度显著变大; 较陡的脉冲上升沿形成的放电半径较大, 对应的最大电场强度值变小; 随着电极间隙距离的增加, 流注发展平均速度变快. 仿真显示纳秒脉冲下放电中油温无明显升高, 表明此类放电过程没有明显的油气化现象. 我们认为, 场致电离是油中带电粒子产生的主导机制; 空间电荷效应增强流注前方电场使得电离进一步发展, 最终导致击穿. 本研究有助于加深对变压器油中放电起始、发展直至击穿过程的认识以及对液体电介质中电离机制的理解.

English Abstract

参考文献 (33)

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