高铁站内机械绝缘节电场分布建模与仿真研究

摘要

明确高铁站内机械绝缘节在运行工况下的电场分布特性是解决绝缘失效问题的关键.基于静电场有限元法，考虑绝缘节厚度、材质和供电方式等工况，分别计算完好绝缘节在稳态电压和暂态过电压作用下的电场分布，并分析不同工况对绝缘节电场分布的影响.分析绝缘节可能存在的缺陷，研究气泡、气隙和碳化等缺陷对绝缘节电场分布的影响.结果表明，绝缘节整体电场分布不均匀.在暂态过电压条件下，绝缘节顶部表面可能会出现局部放电现象.绝缘节的厚度以及供电方式都会对电场分布产生影响，其中直接供电方式相较于AT供电方式的影响更为显著.气泡对电场分布的影响程度与其位置有关，气泡周围易发生空气击穿造成局部放电.碳化显著影响绝缘节的电场分布，随着碳化深度的增加，绝缘节局部电场强度的最大值会发生变化.特别是当碳化发生在顶部区域时，其对绝缘节电场强度的影响较之腰部和底部区域更为显著.

关键词

机械绝缘节 / 静电场 / 有限元法 / 缺陷 / 电场