Izolator basenowy wolny od aluminium 550kV

Izolator pierścieniowy bezaluminiowy o napięciu 550kV to kluczowy element izolacyjny w urządzeniach GIS wysokiego napięcia, a jego projekt osiąga miniaturyzację i ochronę środowiska poprzez optymalizację struktury i innowacje materiałowe. Poniżej znajduje się kompleksowa analiza techniczna:
Główne cechy projektu
Optymalizacja geometrii
Zastosowanie konturu "grubego z obu stron i cienkiego w środku" zmniejsza maksymalną siłę pola elektrycznego wzdłuż powierzchni wklęsłej o 25,4%, a deformację o 29,9%
Optymalizacja zmiennych grubości (H₁, H₂ itp.) i zmiennych konturu (C₁₂, C₁ ∝ itp.) za pomocą algorytmu genetycznego, aby zbilansować wydajność elektryczną i mechaniczną
Zalety struktury bezaluminiowego pierścienia
Anulowanie tradycyjnych metalowych pierścieni ekranujących, aby uniknąć lokalnej distorsji pola elektrycznego i uproszczenie procesów produkcji
Redukcja zużycia gazu SF6 o 15% i zużycia materiału kompozytowego epoksydowego o 6,1%
2. Zastosowanie materiałów gradientowych dielektrycznych
Proces 3D printing + odlewnictwo
Użycie tlenku glinu/fotoczułej żywicy do druku 3D ciała o niskiej stałe dielektrycznej (ε=3,98-4,20), tlenku tytanu/epoksydowej żywicy do odlewania obszarów o wysokiej stałej dielektrycznej (ε=11,32-14,58)
Distorsja pola elektrycznego w pobliżu flanży uziemienia została znacznie poprawiona, a napięcie przekroczenia wzrosło o 13,8%
Efekt regulacji pola elektrycznego
Po optymalizacji na jednej stronie wypukłej powierzchni w pobliżu zewnętrznego flanczu izolatora formuje się obszar o wysokiej stałej dielektrycznej, co znacznie łagodzi zjawisko koncentracji pola elektrycznego
3. Parametry wydajnościowe i walidacja
Wydajność elektryczna
Napięcie wytrzymałościowe częstotliwości sieciowej 230kV, napięcie wytrzymałościowe impulsu grzmelowego 550kV, pojemność rozbłysków lokalnych ≤ 5pC
W przypadku obecności obcych przedmiotów metalowych napięcie przekroczenia może być nadal zwiększone o 6,7%
Wytrzymałość mechaniczna
Maksymalna deformacja spadła do 0,45mm, a naprężenia interfejsowe są poniżej 70MPa
Zweryfikowano niezawodność przez test awarii hydraulicznej (1,5 razy ciśnienie nominalne)
4. Zastosowanie i korzyści środowiskowe
Typowy scenariusz
Przydatny dla urządzeń GIS 550kV, takich jak projekty transmisji ultrawysokiego napięcia lub środowiska wysokogórskie
Może zastąpić tradycyjną strukturę ekranującą "R-arc" i uprościć miniaturyzację transformacji GIS
Korzyści dla środowiska
Redukcja zużycia gazu SF6 o 15%, zgodnie z trendami środowiskowymi
5. Patenty i technologie narzędziowe
Projekt narzędzia odpornego na ciśnienie: zastosowanie przejściowej kadłubowej i struktury sprężyn przewodzących, wspierającej synchroniczne badanie wielu izolatorów miskowych
Wbudowana optymalizacja: Elektroda przewodząca cylindryczna zaprojektowana z wypustkami łukowatymi, aby poprawić szczelność i jednorodność pola elektrycznego