干燥空气绝缘开关柜中应用的固封极柱绝缘结构设计及优化

为了实现气体绝缘开关柜的绝缘介质由SF6向干燥空气等环保型气体转变，开发一种结构小型化、绝缘水平满足要求的干燥空气绝缘开关柜中使用的固封极柱是亟需解决的问题。文中分析了40.5 kV SF₆固封极柱置于干燥空气绝缘开关柜中的相间及对地电场分布，结果显示灭弧室动、静端盖板以及绝缘拉杆附近的气—固沿面电场严重超标，易造成沿面闪络。依据气—固复合绝缘理论，采取增加均压屏蔽网、改进绝缘壳体外观结构、重新设计绝缘拉杆等措施进行电场优化。通过仿真分析，优化设计后的固封极柱灭弧室端盖附近沿面最大场强由3.4 k V/mm降至2.03 kV/mm，绝缘拉杆沿面最大场强由4.1 kV/mm降至1.7 kV/mm。对优化前后的固封极柱进行了局部放电和雷电冲击耐压试验，局部放电试验的起弧电压由35 k V提升到62 kV，雷电冲击耐压试验的峰值耐受电压由145 kV提升到218 k V，证明了优化方案的可行性，为后续40.5 kV及更高电压等级的类似固封极柱的研发及优化提供了有关参考。