基于有限元的高压设备箱绝缘优化研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (11): 2858-2864.

基于有限元的高压设备箱绝缘优化研究

律方成¹, 马建桥¹, 刘宏宇¹, 汪佛池^1,2, 谢军¹, 贾步超³, 郭云翔¹, 李敏⁴

1.河北省输变电安全防御重点实验室(华北电力大学),保定 071003;
2.中国电力科学研究院,北京 100192;
3.南车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛 266111;
4.宁夏天能电力设计公司,宁夏吴忠 751100

收稿日期:2015-04-16 修回日期:2015-05-11 出版日期:2015-11-08 发布日期:2020-08-05
作者简介:律方成(1963-),男,内蒙赤峰,博士,教授,博导,研究方向电气设备绝缘机理;马建桥(通讯作者1982-),男,宁夏吴忠,博士生,研究方向为电气设备绝缘。
基金资助:
国家自然科学基金(51207055)

Insulation Optimization of High Voltage Box Based on Finite Element Method

Lü Fangcheng¹, Ma Jianqiao¹, Liu Hongyu¹, Wang Fochi^1,2, Xie Jun¹, Jia Buchao³, Guo Yunxiang¹, Li Min⁴

1. Hebei Provincial Key Laboratory of Power Transmission Equipment Security Defense (North China Electric Power University), Baoding 071003, China;
2. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China;
3. Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co. Ltd. , Qingdao 266111, China;
4. Ningxia Tianneng Electric Power Design Company, Wuzhong 751100, China

Received:2015-04-16 Revised:2015-05-11 Online:2015-11-08 Published:2020-08-05

摘要/Abstract

摘要： 电缆连接器高压端部对箱体四壁放电影响动车组可靠运行,对连接器端部进行合理优化,可降低故障频次。分析绝缘护层加装位置、绝缘护层结构和绝缘护层厚度对电场强度分布的影响规律。仿真结果表明,电缆连接器高压端加装绝缘护层可有效改善电场分布,绝缘护层应紧贴连接器端部金属部件并延伸至靠近高压端的首个伞裙根部。试验结果表明：优化后的电缆连接器雷电冲击电压耐受值满足高海拔地区运行要求。

关键词: 动车组, 高压设备箱, 绝缘优化, 有限元法, 仿真计算

Abstract: The discharge between cable connector and box walls directly affects the operational reliability of CRH. Optimized design of the electric field distribution of the connector can improve stability of CRH. The sheath installation position, sheath structure and thickness of the insulation layer were analyzed to see its influence on the distribution of field intensity. The simulation results show that insulating jacket positioned at the high voltage end of cable connector can effectively improve the electric field distribution, insulation sheath should appress to the high voltage fitting end of the cable connector and also extend to the root of first ceramic umbrella. The test result shows that after installing the insulation sheath cling to the high voltage fitting surface, the withstand lightning impulse voltage value of the cable connector can fit the operational requirement at high altitudes.

Key words: China railways high-speed (CRH), high voltage box, insulation optimization, finite element method (FEM), simulation calculation

中图分类号:

律方成, 马建桥, 刘宏宇, 汪佛池, 谢军, 贾步超, 郭云翔, 李敏. 基于有限元的高压设备箱绝缘优化研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(11): 2858-2864.

Lü Fangcheng, Ma Jianqiao, Liu Hongyu, Wang Fochi, Xie Jun, Jia Buchao, Guo Yunxiang, Li Min. Insulation Optimization of High Voltage Box Based on Finite Element Method[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(11): 2858-2864.

[1]	郜阳, 李彦彬, 王颖, 张泽, 吕锐. 基于颤振特性的导弹变后掠翼方式研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(5): 1224-1232.
[2]	王洪峰, 张翼天, 陈景泽. 一种面向需求不确定性供应链的进化多目标仿真优化方法[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2761-2770.
[3]	李中奇, 邢月霜. 动车组进站过程精准停车控制方法研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(1): 149-158.
[4]	汪送, 战仁军. 防暴动能弹胸部钝击有限元模型研究综述[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(7): 1220-1231.
[5]	胡效东, 刘宁, 祁祥松, 王建鹏. 基于弹塑性力学的精馏釜结构优化分析[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(2): 360-367.
[6]	黄海波, 余旭东, 刘金朋, 姚震. 子午线轮胎接地压力分布非对称性研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(8): 2991-2998.
[7]	李伯虎, 柴旭东, 张霖, 李潭, 卿杜政, 林廷宇, 刘阳. 面向新型人工智能系统的建模与仿真技术初步研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(2): 349-362.
[8]	莫丽, 王晓兵, 王军, 张光才. 基于CFD压裂泵泵阀结构冲蚀流场研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(2): 629-635.
[9]	王兆胜. 炮射子母弹毁伤概率近似计算数学模型研究[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(6): 1312-1320.
[10]	吴红权, 赫赤, 张平, 王树恩, 韦宏强, 褚进, 张鹏. 基于预报误差的模型参数辨识仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(4): 920-926.
[11]	王艳, 谢建华, 熊巍, 杨林, 张省. 基于有限元法的平面磨削热源模型的仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(11): 2709-2716.