摘要：LW13-550罐式断路器广泛应用于500 kV电网,运行可靠。但也出现了一些绝缘故障问题,故障情况是断路器在合闸和分闸状态,均可出现触头静侧或动侧屏蔽罩对外壳放电。经解体检查和返厂试验,认定故障原因是屏蔽罩下方的罐体内壁上的金属颗粒导致局部放电甚至绝缘击穿。为了定量分析金属颗粒尺寸与放电故障的关系,需要计算断路器内部的三维电场。笔者建立了断路器内有金属颗粒时的三维电场计算模型,用有限元法求解。三维电场计算结果表明：若罐体内壁直立的金属颗粒为高5 mm、直径1 mm的圆柱（顶部处理为半球形）,颗粒表面最大场强远超过500 kV设备0.5 MPa SF6气体的最大击穿场强,可以导致绝缘击穿。若颗粒最大尺寸小于5 mm,仍会导致颗粒附近电场畸变,引起局部放电。若局部放电严重,可能继续发展为绝缘击穿。

关键词：金属颗粒 三维建模 电场 绝缘故障 

单位：华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室 北京102206 山西超(特)高压输变电分公司 太原030032 山西省电力公司 太原030001