12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用

• 作者: 李文栋 张宇程 王超 李文强 邵先军 张冠军
• 来源期刊: 高压电器
• 关键词: 介电梯度绝缘 支撑绝缘子 拓扑优化 3D打印 12kV开关设备 现场应用
• 年，卷（期）: 2024,（9）
• 所属期刊栏目: 基于电场调控绝缘的沿面性能提升方法
• 页码范围: 113-123
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2023.09.014

摘要

介电梯度绝缘（dielectrically graded insulation,DGI）是一种具有非均匀介电参数分布的绝缘材料或结构，可对绝缘件中的局部电场集中现象得到显著抑制，提升绝缘强度和运行可靠性。目前DGI研究主要聚焦于实验室领域，DGI部件的现场应用落地仍然存在较大难度。文中针对某12 kV开关柜支柱绝缘子中的局部电场集中问题，采用拓扑优化技术进行介电梯度结构的构建，利用“3D打印—真空浇注”联合工艺实现DGI支撑绝缘子的制造，开展了绝缘子的性能试验和现场挂网试运行。结果表明，相比较于匀质绝缘子，介电梯度绝缘子内部和沿面电场降幅分别达到50.6%和56.1%，空气氛围中的局部放电起始电压提升17.5%，综合性能指标满足GB/T 11022—2020等相关标准要求。在上述研究的支撑上，自2021年11月以来开展了介电梯度绝缘的国内外首次挂网试运行，截至目前运行情况良好。