绝缘和接地

在许多发电和配电应用中,半导体介电材料用于减少电应力。在这里,我们将看一个简单的模型,该模型突出了建模的关键组件/阶段。下图显示了典型的套管布置,其中HV导体的电压为10 kV(红色),从接地罐盖(黄色)出来,它们之间有绿色绝缘套管。套管的介电常数为5.7。

带有损耗电介质的套管

带有损耗电介质的套管

模型中只需要包含电介质和周围空气。该模型具有8重对称性,因此可以通过仅包括45度进一步简化。

部分以对称为模型

部分以对称为模型

刚好在盖子附近的绝缘体外面的空气中的电场接近40kV cm -1,如下所示。这可能导致击穿,因为它超过33 kV cm-1。

高场强区域

有缓解压力的模型

为了克服高电场,可以在绝缘体上施加应力分级材料涂层。下图显示了包含应力分级材料的45度截面模型。

添加了减压材料的模型

材料的性质是ε= 2,σ= 10-6S / m。该材料连接高压和低压边界,允许小电流(由于低导电率)流动并因此重新分配电场。

电场增加应力分级

还可以评估有损介电材料中的电流密度,如下所示。

添加有损电介质后的电流密度

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