超導(dǎo)限流器低溫內(nèi)絕緣問題研究.pdf

1、隨著高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)與快速發(fā)展,超導(dǎo)技術(shù)在電力方面的應(yīng)用越來越受到重視。和傳統(tǒng)電力設(shè)備相比,諸如超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電纜等超導(dǎo)電力設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。對于超導(dǎo)限流器,往往大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用需要高電壓等級的設(shè)備,由于使用液氮作為超導(dǎo)材料的冷卻媒介,制冷以及絕緣方面的技術(shù)難題極大制約了設(shè)備的發(fā)展。低溫環(huán)境下的絕緣問題始終是制約超導(dǎo)限流器向更高電壓等級發(fā)展的瓶頸,因此在液氮低溫環(huán)境下設(shè)備絕緣問題的研究十分重要,對超導(dǎo)限流器的設(shè)計、確

2、保其運行和發(fā)生故障時的安全及可靠性有著重要意義。
　　超導(dǎo)限流器的低溫絕緣問題主要包括內(nèi)絕緣與外絕緣兩個方面,內(nèi)絕緣主要指設(shè)備內(nèi)部液氮環(huán)境中的絕緣問題,外絕緣主要是出線套管的絕緣問題。本文對超導(dǎo)限流器內(nèi)絕緣的問題進行研究,主要完成了以下工作:
　　(1)設(shè)計了模擬失超時產(chǎn)生氣泡的裝置,通過試驗獲得液氮工頻擊穿電壓,研究了氣泡對于液氮絕緣能力的影響。試驗采用銅球電極產(chǎn)生的稍不均勻電場研究了液氮基本擊穿強度與電極間距和氣泡量的關(guān)

3、系和變化規(guī)律。
　　(2)設(shè)計液氮中閃絡(luò)試驗裝置,試驗研究了不同電極情況下G10材料在液氮中的沿面閃絡(luò)特性及絕緣擊穿強度。在試驗同時通過使用有限元仿真軟件COMSOL搭建仿真模型,獲得理論電場分布,很好地幫助解釋了所得的試驗結(jié)果。
　　(3)根據(jù)上海交通大學(xué)220 kV超導(dǎo)限流器概念設(shè)計實際模塊結(jié)構(gòu)中U型壓接塊及帶材之間可能存在的問題,設(shè)計試驗裝置對U型電極進行了局部放電及沿面閃絡(luò)測試,確保單個模塊壓接塊間可靠絕緣距離,同時