合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究

【摘要】： 绝缘子在电力系统中应用广泛，近几年，线路合成绝缘子因为具有重量轻、强度高、耐污能力强等优点，发展尤为迅猛。但是，随着线路合成绝缘子使用量的剧增，合成绝缘子闪络及损坏的情况也日渐增多。因此，合成绝缘子需要快速发展就必须对各方面性能进行更深入地分析和研究。 本文在总结电场计算方法的基础上，根据合成绝缘子的特点，选择了有限元法与边界元法相结合的求解方法。针对有限元法与边界元法各自的特点及其互补性，使用区域分解法将两者结合起来，实现迭代求解。这种求解方法既结合了两者的优点又保持了两者的独立性。 在迭代计算过程中，有限元法使用了ANSYS-Emag软件，边界元法使用作者自己开发的计算程序，并确定了基本迭代格式。利用二维算例分析了单元大小、区域边界形状、松弛因子的大小等因素对迭代收敛性的影响；在三维迭代计算方法的研究中参考、印证了这些结论。应用本文算法对220kV合成绝缘子三维电场进行了分析，所得结果表明，有限元与边界元迭代求解方法是可行的，计算精度达到了工程设计要求。