考虑绝缘介质荷电影响的三维离子流场计算及特性分析

当高压直流输电线路下存在绝缘介质时,导线电晕放电产生的自由电荷会积累到介质的表面,进而使周围的电场发生畸变,使得离子流场问题更加复杂。为了解决上述问题,该文基于上流有限元法提出了存在绝缘介质时的离子流场建模和计算方法。针对离子流场计算中存在多种介质时单元寻址复杂的问题,提出了有限元前处理中节点和单元的编号方法,有效解决了不同区域的识别寻址和电场求解困难的问题。然后,进行了存在绝缘介质时的线板电极离子流场实验,通过测量和计算结果的对比,验证了计算方法的有效性。最后,对存在绝缘介质时的直流导线离子流场分布特性进行了分析,发现:绝缘介质周围电场有所增大,电场增大的幅度与绝缘介质的荷电情况相关;介电常数越大,绝缘介质周围电场的变化程度越高。