基于有限元分析的252 kV绝缘子结构优化

作者：陈雪冰

来源：电气应用, 2022, 41(01): 80-11.

• 电场
• 机械强度
• 仿真
• 结构优化
• 三相绝缘子

GIS(GAS Insulated Switchgear)是气体绝缘全封闭组合电器,对于三相共箱的252 kV高压开关,三相绝缘子起着重要的支撑、绝缘作用。而三相绝缘子中的隔离绝缘子又起着隔离SF6与空气的作用,在检修过程中起重要作用。因此三相隔离绝缘子是252 kV GIS中非常重要的组成部分。隔离绝缘子由金属导体、嵌件、屏蔽件与环氧树脂在浇筑中成型。利用有限元分析方法进行电场及应力场的仿真计算,对隔离绝缘子、绝缘子三相导体的形状进行了优化,降低环氧树脂与金属导体结合面的应力。机械仿真的结果显示优化后结构与初始结构相比,结合面三交点应力下降了33.3%。通过水压实验中实验结果的数据表明,优化后的隔离绝缘子平均耐受水压载荷提高了34.9%,也验证了有限元分析的可靠性。优化后的三相隔离绝缘子,其电气性能不受影响。通过提高隔离绝缘子机械强度改善了高压开关设备检修方式,提高检修效率。