550 kV GIS盆式绝缘子小型化设计（三）——缩比结构验证

作者：王超; 李文栋; 陈俊鸿; 李金殊; 宫瑞磊; 张冠军^*

来源：电工技术学报, 2023, 38(07): 1970-1981.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211935

• 气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)
• 盆式绝缘子
• 小型化
• 3D打印
• 沿面闪络

为制造经小型化设计的550 kV盆式绝缘子并验证其电气性能，采用3D打印结合环氧树脂浇注工艺制备了1:10缩比绝缘子。首先，将氧化铝填料与光敏树脂复合作为低相对介电常数（3.98～4.20）3D打印浆料，根据光固化与流变特性确定填料含量及打印参数后，利用立体光固化3D打印机制备低介电常数的绝缘子主体。随后，将二氧化钛填料与环氧树脂复合作为高相对介电常数（11.32～14.58）真空浇注浆料，浇注至3D打印绝缘子预留的高介电常数区域内，加热固化完成缩比绝缘子的制造。0.2 MPa下SF6氛围中的工频耐压实验结果表明，优化后的绝缘结构具有更优的绝缘强度。相同绝缘距离下，几何形状优化绝缘子闪络电压较常规绝缘子提高13.6%，几何形状/介电分布联合优化的绝缘子提高13.8%；绝缘距离减少15%后，联合优化绝缘子耐电强度与常规绝缘子相当；当法兰侧“楔形”气隙内存在金属丝时，相同绝缘距离下，仅进行形状优化的绝缘子耐电强度提升幅度降低至6.7%，而联合优化绝缘子由于在法兰侧形成低电场区域，闪络电压仍可提高13.1%。结果表明，几何形状/介电分布联合优化绝缘子具有显著的绝缘优势。

• 单位
  电力设备电气绝缘国家重点实验室; 山东泰开高压开关有限公司; 西安交通大学