550 kV GIS盆式绝缘子小型化设计（三）——缩比结构验证

为制造经小型化设计的550 kV盆式绝缘子并验证其电气性能，采用3D打印结合环氧树脂浇注工艺制备了1:10缩比绝缘子。首先，将氧化铝填料与光敏树脂复合作为低相对介电常数（3.98～4.20）3D打印浆料，根据光固化与流变特性确定填料含量及打印参数后，利用立体光固化3D打印机制备低介电常数的绝缘子主体。随后，将二氧化钛填料与环氧树脂复合作为高相对介电常数（11.32～14.58）真空浇注浆料，浇注至3D打印绝缘子预留的高介电常数区域内，加热固化完成缩比绝缘子的制造。0.2 MPa下SF6氛围中的工频耐压实验结果表明，优化后的绝缘结构具有更优的绝缘强度。相同绝缘距离下，几何形状优化绝缘子闪络电压较常规绝缘子提高13.6%，几何形状/介电分布联合优化的绝缘子提高13.8%；绝缘距离减少15%后，联合优化绝缘子耐电强度与常规绝缘子相当；当法兰侧“楔形”气隙内存在金属丝时，相同绝缘距离下，仅进行形状优化的绝缘子耐电强度提升幅度降低至6.7%，而联合优化绝缘子由于在法兰侧形成低电场区域，闪络电压仍可提高13.1%。结果表明，几何形状/介电分布联合优化绝缘子具有显著的绝缘优势。