1100kV GIS用SF₆气体绝缘复合套管结构有限元仿真分析

张施令¹，何永胜²，李乃一³，彭宗仁³

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摘 要：对1 100 kV高压组合开关电器（GIS）用SF₆气体绝缘复合套管内部SF₆气体压强的确定、GIS复合套管内屏蔽结构许用场强进行了讨论分析,确定了套管内部金属屏蔽和外绝缘结构设计方案。基于此,建立了1 100 kV GIS套管的三维有限元仿真计算模型,并对其内部金属屏蔽和绝缘件电场分布进行了仿真模拟,同时对套管基座进行了机械应力分布计算。结果表明:套管金属屏蔽最大电场强度约为10 k V/mm,复合绝缘子护套表面电位分布接近线性分布;当负荷加载方向垂直于GIS管道方向时,弯曲应力最大值为11.2 MPa;在1.1倍额定电流6 930 A下,套管中温度最高点位于中心导杆附近,最高温度为80℃,满足设计要求,试制的SF₆气体绝缘复合套管通过了全部型式试验。

关键词：SF₆气体绝缘复合套管;三维有限元;电场分布;应力分布;