kV固体绝缘真空断路器外绝缘体电场.pdf

ISSN 1000—0055 清华大学学报 (自然科学版) 2015年 第 55卷 第 5期 l7／18 订 JTsinghuaUniv(SciTechno1)，2015，Vo1．55，No．5 585—591 10kV固体绝缘真空断路器外绝缘体 电场 罗 凌 。， 杨朝翔 ， 梅红伟 ， 赵晨龙 ， 王黎明 ， 关志成 (1．清华大学 深圳研究生院，深圳 518055；2．清华大学 电机工程与应用电子技术系 ，北京 100084) 摘 要：10kV 固体绝缘真空断路器近年来在配 电网中广泛 真空断路器 以其体积小 、重量轻 、防火 防爆 、操 应用。为了研究其环氧树脂外绝缘体的沿面、空间工作场强 作噪声小、触头开距小短 、燃弧时间短、维护工作量 以及金属屏蔽层对 固封极柱 电场强度 的影响，根据外绝缘 小和触头在开断故障电流时烧伤经微等优点，近年 体实际尺寸参数 ，采用 Solidworks软件建立 了三维仿真模 来在配电网中得到广泛应用L1]。通常 ，真空灭弧 型。并针对客户提 出的固封极柱外屏蔽接地可触摸 的要求， 建立镀铝层 固封极柱 的简化仿真模型，采用 AnsoftMax— 室装设在绝缘筒体里。绝缘简体既是绝缘件又是承 well3D仿真软件分别对外绝缘体和 固封极柱进行仿真计 力件 ，要求 同时满足耐热、耐湿 、抗开裂 、机械强度 算。结果表明：现有外绝缘体的工作场强距最高标准 尚有 高和绝缘强度好等技术要求 。简体体积硕大，嵌件 较大裕度 ；镀铝屏蔽层的安装会增大 固封极柱 的工作场强； 多 ，形状各异 ，在制造上具有一定难度。 目前绝缘 若环氧树脂 固封极柱 中有气泡 ，则镀铝层 的安装可能加剧 体通常采用加有若干添加剂的环氧树脂材料 ，其正 固封极柱 的局部放 电。 常工作时的电场强度对环氧树脂等有机材料的机电 关键词：固体绝缘；真空断路器；环氧树脂；绝缘体；电场 特性、老化速率和运行寿命有着重要的影响I4吨]。 计算 目前 ，国内外对断路器的研究集中在灭弧特性 中图分类号 ：TM 561．2 文献标 志码 ：A 方面 ，较少关注其绝缘体 的工作环境和老化特性 ， 文章编 号：1000—0054(2015)05一O585-07 尤其是从工作 电场强度角度对其工作环境进行研 究__g引。绝缘体工作场强过大 ，可能出现异常温 Electricfieldaroundtheouterinsulatorofa 升，加剧绝缘体内部的局部放电，导致有机材料机 10kV solid insulationvacuum circuitbreaker 电特性下降、老化速度加快和运行寿命降低等方面 的问题_l】 ]。此外 ，基于操作人员 自身安全角度考 LUO Ling ～，YANG Zhaoxiang ，MEIHongwei， 虑 ，近年来客户要求固体绝缘真空断路器的筒体进 ZHAO Chenlong ，WANG Lim