Isolierkomponenten für Generator-Schaltgeräte

Die Isolierkomponenten, die in Generator-Schaltgeräten verwendet werden, sind Schlüsselkomponenten zur Gewährleistung des sicheren Betriebs von Hochspannungs-Elektrikgeräten, und ihre Konstruktion muss den Anforderungen an die elektrische, mechanische und thermische Stabilität unter Hochspannung und -strom entsprechen. Die folgende umfassende technische Analyse:
1. Kernfunktionen und Gestaltungsvorgaben
Elektrische Isolierleistung
Müssen Netzspannungsfestigkeit (42kV/95kV) und Blitzimpulsfestigkeit (75kV/185kV) bei Nennspannung (z.B. 12kV/40,5kV) standhalten
Teilentladungskapazität sollte ≤ 5pC betragen, und die Oberflächenfeldstärke sollte unter 15kV/mm gehalten werden
Mechanische Festigkeit
Müssen dem elektrischen Kraft, die durch Kurzschlussströme (z.B. 50kA/3s) erzeugt wird, widerstehen, mit einer Zugfestigkeit von ≥ 80MPa
Die Verformung der Trägerelemente ist ≤ 0,45mm, und der Schnittspannung liegt unter 70MPa
2. Typische Materialien und Strukturen
Materialauswahl
Epoxyharz-Verbundwerkstoffe (z.B. mit Aluminiumoxid-Füllstoff) werden für Geräte bis 126kV eingesetzt, mit einer Dielektrizitätsfestigkeit von ≥ 30kV/mm
Das 800kV-Gerät verwendet SF6-Gas-Verbundisolierung, kombiniert mit einer mehrschichtigen „Metall-Isolation-Metall“-Struktur, um Feldverzerrungen zu unterdrücken
Strukturoptimierung
Der Topf-Isolator verwendet ein Drei-Phasen-Gemeinschaftsgehäuse-Design, und der theoretische Wasserdruckversagenswert muss ≥ 3 Mal dem Entwurfsdruck (z.B. 3,53MPa für 252kV-Produkte) entsprechen
Die Isolierkomponenten am Stator-Ende bestehen aus Nylon PA66-Material mit einer Wandstärke von 0,5mm. Das modulare Design reduziert Ersatzkosten
3. Herstellungs- und Prüfnormen
Verfahrensanforderungen
Für Teile bis 126kV wird das Vakuumgiessverfahren verwendet, während 800kV-Teile 3D-Druck und Gradientenmaterial-Verbundverfahren erfordern
Röntgenprüfung zur Erkennung von Laminatfehlern, um interne Luftblasen oder Verunreinigungen zu vermeiden
Umweltschutz und Normen
Müssen den Anforderungen der GB/T 11022-2020 "Allgemeine technische Anforderungen an Hochspannungsschalt- und Steuereinrichtungen" entsprechen
800kV-Geräte müssen den SF6-Gasverbrauch um 15% reduzieren, um den Anforderungen der „Leitlinien für die Demonstration der ersten Gruppe wichtiger neuer Materialien“ zu entsprechen
4. Typische Anwendungsszenarien
12kV/40,5kV-Schaltgerät: zur Verwendung in städtischen Verteilnetzen und industriellen Stromversorgungssystemen (z.B. Automobilhersteller)
252kV/363kV GIS-Geräte: zur Verbindung der Hauptbusleiter von UHV-Umspannanlagen

Hinweis: Anpassung nach Zeichnungen ist möglich