寻找1种可杜绝或减少SF6气体使用的环保型气体绝缘开关设备(GIS)成为国内外同行关注的热点。为此,理论分析了几种SF6替代气体作为气体绝缘开关柜(C-GIS)绝缘介质的可行性,基于仿真软件进行了40.5 k V C-GIS气室3维建模和电场仿真,针对仿真结果中电场强度较为集中的部位进行了结构优化。利用COMSOL计算了额定工作条件下气室内的导体温升情况,对比了充入替代混合气体时与纯SF6气体时气室的气流场与温度场分布,验证了开关柜气室散热效果。仿真结果表明,优化后气室内最大电场强度由8.24 MV/m降至5.00 MV/m以下,充入气压为0.15 MPa的SF6(体积分数为30%)和N2(体积分数为70%)混合气体的气室内部最高温度为67℃,略高于充入纯SF6气体的气室。基于仿真结果搭建了简易气室工装并对它进行了耐压和温升测试,气室施加215/185 k V雷电冲击电压时无闪络击穿,1.1倍额定电流下气室温升符合国家标准规定,证明上述混合气体作为开关柜绝缘介质可满足电场强度和散热特性的要求。 52.2气室电场计算及结果分析40.5kV电压等级三工位开关要求绝缘强度能够耐受工频电压：开关柜气室结构设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机隔离断口118kV/1min，接地断口95kV/1min；且能够耐受雷电冲击电压：隔离断口215kV，接地断口185kV。分别在隔离开关断口与接地开关断口间施加215kV和185kV电压，接地静触头与外壳始终保持零电位，本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 对计算模型进行电场分析和电场强度计算，发现多个部件的电场强度过大。其中，三工位开关隔离断口、三工位开关接地断口、绝缘拉杆等处的电场强度尤为集中，其电场强度分布情况分别见图2、图3、图4。由图2、图3、图4的仿真结果可知：隔离断口的最大电场强度计算值为6.30MV/m；接地断口的最大电场强度计算值为6.60MV/m；绝缘拉杆处的最大电场强度计算值为8.24MV/m，上述部位的电场强度相对较为集中，其他区域的电场强度大都在5.00MV/m以下。图2隔离断口的电场强度Fik图3接地断口的电场强度开关柜气室结构优化对电场强度集中部位重新进行结构优化设计，主要包括增加三工位开关屏蔽装置、改进灭弧室上、下接线端子结构、重新设计绝缘拉杆等。重新优化设计后开关柜气室隔离断口、接地断口和绝缘拉杆的电场强度情况分别如图5、图6所示。图4绝缘拉杆的电场强度Fi开关柜气室结构设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/