12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用

doi:10.13296/j.1001-1609.hva.2023.09.014

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12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用

更新时间：2025-04-26

- 12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用
- High VoltageApparatus Vol. 59, Issue 9, Pages: 113-123(2023)
- 作者机构：
  
  1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
  2. 安徽工业大学安徽省高校电力电子与运动控制重点实验室
  3. 山东泰开电器绝缘有限公司
  4. 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2023.09.014
  CLC： TM216;TM591
- Published：2023
- 稿件说明：
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[J]. High voltageapparatus, 2023, 59(9): 113-123.
DOI：

[J]. High voltageapparatus, 2023, 59(9): 113-123. 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。

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