本文以有限元法为基本,使用ANSYS仿真软件树立了某类型252kV GIS罐式氧化锌避雷器的三维实体模型,对其电位分布和电场强度进行核算，从效果对其结构规划的合理性进行了分析。

电阻片的电压承担率vi可以用来衡量氧化锌避雷器电位分布的均匀程度。抱负状况下,vi的值尽量接近于1,但实践运转中,杂散电容等要素的存在会对电阻片的电压承担率的统一性发生不利影响,故电气规划中要对其进行核算,要求vi小于1.15。

在对氧化锌避雷器的电位分布和电场强度核算中,别离树立750kV和500kV电压等级避雷器的二维模型,用有限元方法对电位分布进行了核算分析;文献也选用有限元法对避雷器电位分布做了相关核算及优化。

本文以有限元数值核算方法为根底,使用在多范畴得到广泛应用的多用途大型通用有限元分析软件ANSYS,对252kV GIS罐式氧化锌避雷器的电位分布与电场强度进行了核算分析。

1.252kV GIS罐式氧化锌避雷器核算模型

GIS设备中内部场强的分布一般不均匀,因此,在对252kV GIS氧化锌避雷器进行电场核算时,将表1中SF6气体压力为0.3MPa时对应的E1=20kV/mrm作为规划基准值。252kV GIS氧化锌避雷器结构图如图1所示。避雷器整体高度2025mm,,芯体部分电阻片共48片,每片厚22.7mm,均压罩罩深350mm,直径240mm。按1:1份额在ANSYS中树立图2所示的有限元模型;按表2为核算模型中的不同介质资料赋予其相对介电常数的值。

2.电场核算结果

对避雷器施加工频耐受电压460kV,核算得到避雷器的电场强度最大值为14.675kV /mm,出现在金属嵌件顶端倒角部位,如图3所示。

而对电位分步进行分析,得到避雷器电压承担率曲线及电阻片部分的电位分布曲线别离如图3.图5所示,电压承担率的最大值为1.294。

4.结论

(1)使用ANSYS软件,在460kV工频耐受电压下,避雷器的最大电场强度小于避雷器电场强度规划基准值E1=20kV/mm,在SF6气体的许用范围内。

(2)避雷器芯体部分电阻片上的电压承担率的最大值高于1.15,不符合规划要求。

(3)该类型避雷器的结构规划不符合电气规划的要求,需要对结构,尺寸进行进一步优化。