【摘 要】
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对于GIS设备,电场分布不均匀是导致其固体绝缘击穿破坏的重要原因.介电功能梯度材料(dFGM)通过调整材料内部的介电特性分布,进行绝缘子电场分布的均匀化,且相对于传统的
【机 构】
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西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049
【出 处】
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中国电机工程学会高电压专业委员会2015年学术年会
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对于GIS设备,电场分布不均匀是导致其固体绝缘击穿破坏的重要原因.介电功能梯度材料(dFGM)通过调整材料内部的介电特性分布,进行绝缘子电场分布的均匀化,且相对于传统的“控形”方法,这类“控性”方法的绝缘结构更加简单,调控方式更加灵活.本文分析了FGM材料进行绝缘子电场调控的机理,并提出了一种FGM绝缘子内部介电常数分布的最优化设计方法,详细介绍了其基于MATLAB和ANSYS的实施方式.最后,针对多层叠加圆台、盘式及盆式FGM绝缘子模型,利用该方法进行了仿真研究.研究结果不仅给出了设计方法中缩减系数的最优值(0.5),而且表明：相对于均匀绝缘子,FGM绝缘子内部及沿面附近的电场不均匀程度得到明显改善,沿面最大电场强度下降了近50％.这不仅证明了本文优化方法的有效性,同时验证了FGM绝缘子在均匀电场分布、提升耐电强度方面的巨大优势.
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