發(fā)布時間：2021-06-10 17:19

　　環(huán)氧樹脂絕緣子作為高壓氣體絕緣輸電設(shè)備的關(guān)鍵部件,其沿面電場分布的均勻度直接影響整個設(shè)備乃至電力系統(tǒng)的絕緣水平。為此在傳統(tǒng)功能梯度絕緣子研究基礎(chǔ)上,提出利用表層功能梯度材料（surface functionally gradedmaterials,SFGM）絕緣子來調(diào)控氣固界面電場分布,達(dá)到提升氣固絕緣系統(tǒng)耐電強(qiáng)度的目的。首先對FGM絕緣子的經(jīng)典制備工藝（如離心法、3D打印和柔性澆注）及其電場調(diào)控效果進(jìn)行簡要匯總,然后重點介紹了應(yīng)用于交直流系統(tǒng)的SFGM絕緣子的工作原理、制備工藝和電場調(diào)控效果。利用梯度磁控濺射、梯度氟化、涂覆和離心的手段在絕緣子表層構(gòu)造介電參數(shù)梯度分布,相比于FGM絕緣子,SFGM絕緣子無需改變絕緣子原有的生產(chǎn)工藝和機(jī)械性能,方便構(gòu)造任意表層介電梯度分布。在未來特高壓輸電工程中,SFGM絕緣子可以進(jìn)一步提高氣體絕緣輸電設(shè)備的可靠性,且實現(xiàn)推廣應(yīng)用所需的成本更低。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020,46(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

FGM絕緣子離心制備示意圖

3D打印FGM絕緣子原理

天津大學(xué)選取BaTiO3(εr=1 600)作為高介電常數(shù)材料，并通過磁控濺射的方法沉積于絕緣子表面形成微米級厚度的Ba Ti O3薄膜，以制備C–SFGM絕緣子[17]。在絕緣子表面的不同位置，通過控制相應(yīng)的濺射時間來調(diào)控Ba Ti O3薄膜的厚度形成表層的厚度梯度分布，即沿絕緣子表面從高壓電極至地電極，逐梯度減少濺射時間，形成3.3、1.6、0.8和0μm 4個離散的厚度梯度分布，即可制得C-SFGM絕緣子(絕緣子E)。為了突出C–SFGM絕緣子在電場調(diào)控方面的優(yōu)勢，分別制備了均勻濺射的絕緣子B、C和D作為對比，不同的絕緣子類型如表1所示。仿真及實驗結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)絕緣子(絕緣子A),C–SFGM絕緣子可以顯著降低三結(jié)合點處的最大電場強(qiáng)度，空氣中的交流閃絡(luò)電壓(升壓速率0.1 kV/s)提升了約20%(見圖6)。為了構(gòu)造連續(xù)介電常數(shù)梯度分布，天津大學(xué)提出了旋轉(zhuǎn)開槽擋板的方法(見圖7)，實現(xiàn)絕緣子徑向濺射時間連續(xù)梯度分布，消除離散梯度間的電場跳躍畸變[18]。圖4 FGM絕緣子與傳統(tǒng)絕緣子的放電起始電壓

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3222802