550kVアルミニウムフリーリングバジン絶縁体

550kVアルミニウムフリーのリングポット絶縁体は、高電圧GIS設備における重要な絶縁部品であり、その設計は構造最適化と材料革新を通じて小型化と環境保護を達成しています。以下に包括的な技術分析を示します。
主要な設計特徴
形状最適化
「両端が厚く中央が薄い」輪郭設計を採用し、凹面沿いの最大電界強度を25.4%低下させ、変形を29.9%減少させる
遺伝的アルゴリズムを用いて厚さ変数（H ₁, H ₂など）と輪郭変数（C ₁ ₂, C ₁ ∝など）を最適化し、電気性能と機械性能のバランスを取る
アルミニウムフリーのリング構造の利点
従来の金属シールドリングを廃止し、局所的な電界歪みを避けて製造プロセスを簡素化する
SF6ガス使用量を15%、エポキシ複合材料使用量を6.1%削減する
2、誘電体勾配材料の応用
3Dプリント+鋳造プロセス
酸化アルミニウム/光硬化性樹脂を使用して低誘電率体（ε=3.98-4.20）を3Dプリントし、二酸化チタン/エポキシ樹脂で高誘電率領域（ε=11.32-14.58）を鋳造する
接地フランジ近くの電界歪みが大幅に改善され、フラッシュオーバーボルトが13.8%上昇した
電界調整効果
最適化後、絶縁体の外側フランジに近い凸面の片側に高誘電率領域が形成され、電界集中現象が大幅に緩和される
3、性能パラメータと検証
電気性能
商用周波数耐電圧230kV、雷衝撃耐電圧550kV、局所放電容量≤5pC
金属異物が存在しても、フラッシュオーバーボルトは6.7%上昇できる
機械強度
最大変形が0.45mmに減少し、界面ストレスは70MPa以下となる
油圧破壊試験（定格圧力の1.5倍）により信頼性を検証する
4、応用と環境貢献
典型的なシナリオ
550kV GIS設備、例えば超高圧送電プロジェクトや高地環境に適している
従来の「R-arc」金属シールド構造を置き換え、GISの小型化改造を簡素化できる
環境貢献
SF6ガス使用量を15%削減し、環境トレンドに対応する
5、特許と工具技術
耐圧工具設計：移行タンク体と導電性スプリング構造を採用し、複数のボウル絶縁体の同時検出をサポートする
組み込み最適化：円筒形導電電極にアーチ状突起を設計し、シーリングと電界均一性を改善する