动车组车顶高压电器箱三维有限元仿真及试验验证

作     者：张彦林 陈恒谦 杨燕花 李鸣霄 邱浩 王曙鸿 ZHANG Yanlin;CHEN Hengqian;YANG Yanhua;LI Mingxiao;QIU Hao;WANG Shuhong

作者机构：中国中车株洲电力机车有限公司电气设备分公司湖南株洲412005 国网安徽省电力有限公司合肥供电公司合肥230061 西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西省智能电网重点实验室西安710049 

出 版 物：《高压电器》 (High Voltage Apparatus)

年 卷 期：2022年第58卷第1期

页      面：89-95页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(51790521) 

主　　题：动车组 高压电器箱 有限元法 三维电场仿真 

摘      要：动车组高压电器箱放置于车顶,内部集成了多种电气设备。但集成化的高压电器箱,使得箱内设备布局非常紧凑,可能造成某些设备金具表面电场集中,导致电晕放电。为分析动车组高压电器箱内部的电场分布情况,文中建立了高压电器箱的三维有限元模型。采用静电场和瞬态电场有限元方法,分别在额定工作电压和标准操作冲击电压下,计算了高压箱内的整体电场分布及其随时间的变化规律。为验证有限元仿真的准确性,进行了高压电器箱的电位测量试验。在额定工作电压下,测量了箱内高压隔离开关金具的悬浮电位;在操作过电压下,测量了箱外5个试验点处的电位。试验结果表明,在不同工况下,仿真计算和试验测量数据的相对误差不超过12.4%,建立的三维有限元仿真模型是合理有效的。文中的分析方法可为高压电器箱的研发及设计提供参考,并为后续的高压电器箱内部绝缘结构优化的仿真分析提供基础。