550kV Einphasen-Schüsselisolator

Der 550kV Einphasen-Schalen-Isolator ist das Kernisolierbauteil in gasgefüllten, metallumhüllten Schaltanlagen (GIS), und sein Design muss den Anforderungen an die elektrische Feldgleichmäßigkeit, mechanische Stärke und Umweltschutz unter hohen Spannungen entsprechen. Folgende technische Analyse basiert auf der neuesten Forschung:
1. Designoptimierung und Leistungsverbesserung
Geometrieoptimierung
Durch die Verwendung eines "dick auf beiden Seiten, dünn in der Mitte" Konturdesigns wird die maximale elektrische Feldstärke entlang der konkaven Oberfläche um 25,4% reduziert, und die Verformung um 29,9%.
Optimieren Sie Dicke-Variable (H ₁, H ₂ usw.) und Kontur-Variable (C ₁ ₂, C ₁ ∝ usw.) mittels genetischen Algorithmus, um die elektrischen und mechanischen Leistungen auszugleichen.
Anwendung von Dielektrikum-Gradientenmaterialien
Die Einführung einer Hoch-Dielektrikum-Konstanten-Zone nahe dem Erdungsflansch (z.B. Titandioxid gefülltes Epoxidharz) verbessert erheblich die elektrische Feldverzerrung und reduziert den SF6-Gasverbrauch um 15%.
3D-Druck in Kombination mit Gießtechnologie ermöglicht eine ungleichförmige Dielektrikum-Struktur, die die Blitzschlag-Spannung um 13,8% erhöht.
2. Schlüsselparameter und experimentelle Überprüfung
Elektrische Leistung
Netzfrequenz-Belastbarkeitsspannung 230kV, Blitzimpuls-Belastbarkeitsspannung 550kV, lokale Entladungskapazität ≤ 5pC
Nach der Optimierung steigt die Blitzschlag-Spannung des Isolators um 13,6% im Vergleich zum konventionellen Design, und kann bei Anwesenheit von Metallfremdkörpern sogar um weitere 6,7% gesteigert werden.
Mechanische Leistung
Die maximale Verformung beträgt 0,45mm, und der Schnittstress liegt unterhalb des Materiallimits (70MPa).
Überprüfen Sie die Zuverlässigkeit der Struktur durch einen Wasserdruck-Versuch (1,5 mal der Nennwertdruck).
3. Fertigungsprozess und Umweltfreundlichkeit
Erweiterte Technologien
Verwendung von Aluminiumoxid/lichtempfindlichem Harz 3D-Druck für niedrige Dielektrikumkörper (ε=3,98-4,20), hohe Dielektrikumzone (ε=11,32-14,58) Vakuumguss, kein Aluminiumring-Design vereinfacht die Struktur und verringert das Risiko von SF6-Gaslecks.
Umweltvorteile
Der Einsatz von Epoxidkompositmaterialien sank um 6,1%, und der SF6-Gasverbrauch um 15%.
4. Typische Anwendungsszenarien
Ultrahochspannungstransmission: z.B. 550kV GIS-Ausrüstung, geeignet für kompakte Umspannwerke oder hochgelegene Umgebungen
GIL-System: Optimierte Schalen-Isolatoren können das maximale elektrische Feld in Gasbereichen um 13,6% reduzieren, was die Betriebssicherheit von GIL verbessert.

Hinweis: Eine Anpassung mit Zeichnungen ist möglich