- 头条35kV一体化电容耦合器电场计算分析导语张家口供电公司、北京诺德威电力技术开发有限责任公司、保定市第三中学的研究人员路杰、李冠群、艾晨光、孙红华、任燕烽，在2019年第4期《电气技术》杂志上撰文，针对35kV一体化电容耦合器容易出现局放不合格的情况，采用有限元分析方法，对35kV一体化电容耦合器进行电场分析计算，并查找局放不合格原因。主要比较了耦合器内部存在气隙时电场分布变化情况，以及耦合器直径对电场分布的影响。根据计算结果指出，要保证局放合格一方面生产制作过程中尽量减少不同材质接触面产生气泡，另一方面可以增大直径来均匀电场。
随着国家电力技术的不断发展，自动化系统在国内得到越来越广泛的应用。其中配电网自动化技术越来越受到人们的重视。配电网自动化技术是提高配电网供电质量的关键，而通信技术在配电自动化技术中占有相当重要的位置。
目前，配电网中智能装置与主站系统的通信方式主要有无线方式、光纤通信方式、载波通信等，其中载波通信的特点是使用已有的配电线作为传输通道，不需要额外增加线路作为通信通道，从而节约了通信成本，适用范围更加广泛。一体化电容耦合器是电力载波通信的重要设备。一体化电容耦合器高压端直接连接在高压输电线上，用于实现载波信号传输和工频电流的隔断。
调研表明，一体化电容耦合器容易出现局部放电不合格的问题。局部放电与其电场分布不均有关，因此可以通过分析耦合器的电场分布来解决局部放电的问题，为耦合器设计部门和生产部门提供依据。
图1 一体化电容型耦合器电场计算模型
图8 电场强度分布云图
图9 气隙处电场强度分布云图
结论
从以上电场强度仿真计算结果分析来看：
1）对于35kV一体化电容耦合器，其环氧与硅橡胶界面有无气隙、环氧中的最大电场强度变化关系不大，在1059～1006V/mm之间，远远低于环氧的击穿场强。
2）在环氧与硅橡胶界面加入气隙后，气隙附近的电场强度升高明显。远离气隙位置基本无影响。
取气隙电场强度较大的点进行分析，无气隙时此处电场强度为411.8V/mm；有气隙时电场强度为771.5V/mm，比无气隙时大约升高87.3%。
3）一体化电容耦合器外径加粗30mm，在耦合器直径加粗后，气隙附近电场强度明显比未加粗 时低。
取气隙电场强度较大的点进行分析，耦合器直径未加粗且一个气隙时电场强度为771.5V/mm；加粗后电场强度为544V/mm；加粗后大约降低30%。
因此，要保证一体化电容型耦合器局放合格，一方面生产制作过程中要尽量减少环氧与硅橡胶伞裙接触面产生气泡，避免气泡位置电场畸变成为绝缘的薄弱点；另一方面可以适当增大直径来均匀电场，以优化产品结构。
