核心词：
高压 移动 金属 电缆 高压GIS设备中由于需要将通有高电压、大电流的金属导电体部分与地电位隔离开来,往往需要一种使用绝缘材料浇注而成的绝缘支撑件,盆式绝缘子是其中一种重要的绝缘支撑件。盆式绝缘子的设计一般需要分几个步骤进行,包括绝缘设计、力学设计、通流能力设计等。当盆式绝缘子均满足三个方面的要求时,才能应用于实际产品之中。绝缘性能设计是盆式绝缘子设计首要考虑的,绝缘性能是验证盆式绝缘子的第一步骤。通常经过有限元计算软件对盆式绝缘子的电场进行反复优化计算,最终设计出电场分布情况均匀满足绝缘标准要的盆式绝缘子。如图1所示为该盆式绝缘子的电场计算。介质属性:SF6介电常数:1.0027、绝缘件介电常数:4.95。边界条件:施加电压:导体和绝缘子上嵌件施加1050kV;外壳赋0电位。通过计算结果建立各个部位电场对比分析表,可以得出该盆式绝缘子的电场强度分布,可以满足闭锁压力为0.33MPa时的要求。电场计算结果见表1电场对比分析表。盆式绝缘子在实际应用中会起到隔绝气室和承载导电体的作用,因此要求其需要承受一定载荷力的功能。在对该盆子力学计算中,整体最大值出现在盆子凹面法兰端凹槽处,整体最大值为118.9MPa(凹面加压),超出环氧树脂强度允许值65MPa,但是盆子其它地方应力值远小于65MPa,
矿用通信电缆分析认为是由于盆子的约束关系失真造成的,实际情况下,盆子和筒体间通过密封圈形成弹性约束,应力值要远小于计算值。所以,忽略盆子和法兰约束周围应力失真的地方,盆式绝缘子最大值远小于65MPa,满足强度要求。盆子与内电极粘接处应力最大值为16.182Mpa和10.62MPa,小于20MPa,满足粘接强度要求。如表2所示。为对设计完成的盆子进行实际考核,需要通过一系列的试验进行验证。包括绝缘试验、水压试验和温升试验等(见图3、图。
只有完全通过所有的型式试验,该盆式绝缘子才是符合产品设计要求,投入到工程应用当中。盆式绝缘子作为重要绝缘支撑件,它的绝缘性能、力学强度等对GIS开关设备的稳定工作有着相当重要的作用。如果结构设计不合理往往会造成绝缘击穿、盆子崩裂等现象。本文通过全面的绝缘性能分析、力学分析等,运用有限元分析软件改进出一种新型的、结构可靠的盆式绝缘子,详细介绍一种252kV盆子绝缘子的设计过程。并将改进后的盆式绝缘子投运到实际产品中进行验证时,实际效果也充分了满足产品的要求,从而使GIS开关设备的安全性大幅度上升,有效减少电力故障的发生。
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