1100kV GIS绝缘子固化过程应力分布仿真研究

为减小环氧树脂基复合材料绝缘子在固化过程中产生的残余应力，提升绝缘子力学性能，需对绝缘子复杂的固化过程进行研究。该文以实际的1100kV GIS盆式绝缘子为参照，通过有限元方法建立温度–固化–应力多物理场耦合模型。仿真模拟固化成型过程中盆式绝缘子的温度、固化度、应力分布，并分析三者的变化趋势以及相互影响关系。结果表明：在固化前期存在着剧烈的交联反应；降温阶段，中心嵌件附近产生的最大范式应力值为34.1MPa，离约束较远的区域附近应力值不超过5MPa；盆式绝缘子3个典型位置的温度、固化度、应力分布曲线说明，绝缘子固化产生的应力主要来源于固化阶段的化学收缩和降温阶段的冷缩效应产生的变形倾向被限制约束；二次固化工艺考虑了凝胶点，不仅在中心嵌件处减少约2MPa的残余应力，还兼顾了绝缘件的固化度水平和合适的生产周期。所得结果可为优化绝缘子的生产工艺提供理论指导。