550kV 단상 그릇 절연자

550kV 단상 볼 인슐레이터는 가스 절연 금속 폐쇄 스위치기기(GIS)의 핵심 절연 구성 요소이며, 고전압 수준에서 전기장 균일성, 기계적 강도 및 환경 보호 요구 사항을 충족해야 합니다. 다음은 최신 연구를 기반으로 한 포괄적인 기술 분석입니다:
1. 설계 최적화 및 성능 향상
기하학적 최적화
"양쪽이 두껍고 가운데가 얇은" 윤곽 설계를 채택하여 오목 표면을 따라 최대 전기장 강도가 25.4% 감소하고 변형이 29.9% 감소합니다
유전 알고리즘을 통해 두께 변수(H₁, H₂ 등)와 윤곽 변수(C₁₂, C₁∝ 등)를 최적화하여 전기적 및 기계적 성능을 균형 있게 조절합니다
유전체 경사 재료 적용
접지 플랜지 근처에 고유전 상수 영역(예: 이산화티타늄 충진 에폭시 수지)을 도입하여 전기장 왜곡을 크게 개선하고 SF6 가스 사용량을 15% 줄입니다
3D 프린팅과 주조 기술을 결합하여 유전체 불균일 구조를 달성하여 방전 전압을 13.8% 증가시킵니다
2. 주요 매개변수 및 실험 검증
전기 성능
주파수 내전압 230kV, 번개 충격 내전압 550kV, 국소 방전 용량 ≤ 5pC
최적화 후, 인슐레이터의 방전 전압은 일반 구조보다 13.6% 증가하며, 금속 이물질이 존재하는 경우에도 6.7% 추가로 증가할 수 있습니다
기계적 성능
최대 변형이 0.45mm로 감소하고, 접면 응력이 재료 한계(70MPa)보다 낮습니다
수압 파괴 시험(정격 압력의 1.5배)을 통해 구조의 신뢰성을 검증합니다
3. 제조 공정 및 환경 친화성
고급 기술
산화 알루미늄/감광성 수지 3D 프린팅 저유전 상수 본체(ε=3.98-4.20), 고유전 상수 영역(ε=11.32-14.58) 진공 주조, 알루미늄 링 설계 없이 구조를 단순화하여 SF6 가스 누출 위험을 줄입니다
환경적 이점
에폭시 복합 재료 사용량이 6.1% 감소하고, SF6 가스 사용량이 15% 감소합니다
4. 대표적인 적용 사례
초고압 송전: 예를 들어 550kV GIS 장비, 컴팩트 변전소 또는 고지대 환경에 적합합니다
GIL 시스템: 최적화된 볼 인슐레이터는 가스 영역의 최대 전기장을 13.6% 감소시키며, GIL 작동의 신뢰성을 향상시킵니다

참고: 도면을 이용한 맞춤형 제작 가능