电容式套管电场分级
带内部分级铝箔与油浸纸绝缘的电容式变压器套管的电场强度分布及 C1、C2 电容。
工程问题
如何求电容式变压器套管中的电场分级效果？
解答
在轴对称交流电流场问题中，把电容分级铝箔层按浮动电位建模，再评估由此形成的电场强度分布。
典型应用
- 电容式变压器套管
- 油浸纸套管
- 电容分级结构
仿真问题
- 问题类型
- 轴对称交流电流场
- 几何模型
- 瓷绝缘子、导体、法兰、电容分级层与油。
- 已知条件
- 相对介电常数：瓷 5.8，油浸纸 3.6，油 2.2
- 额定电压 U = 72.9 kV（有效值），频率 f = 50 Hz
- 求解任务
- 计算电场强度分布及 C1、C2 电容。
- 求解过程
铝箔置于油浸纸层之间。箔厚（0.025 mm）远小于箔层之间的间距（约 1 mm），因此用赋予浮动电位边界条件的边来表示铝箔。
电容分级的设计目标是使各箔层之间保持相同的电容，通过改变箔层长度和层间距实现。分级中最后一层箔接地，倒数第二层用于连接诊断抽头，该层厚 0.13 mm，按实际尺寸建模。
正常运行时抽头箔层接地。测量电容时应复现现场试验：接入电压源并测量电流。C1 为诊断抽头与导体之间的电容，C2 为诊断抽头与法兰之间的电容。
电容由储存的电场能量计算：电容 = 2 × 能量 ÷ (电位差)²。交流问题中应输入正弦电压的幅值，即有效值乘以根号二。
- 计算结果
得到套管内的电场强度分布及 C1、C2 电容值。
