【摘 要】
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电场分布是决定复合绝缘系统耐电性能的关键因素之一,为改善气体绝缘开关设备（GIS）绝缘子的沿面电场分布进而提升其闪络电压,提出了表层介电功能梯度绝缘子（SFGM）的设计概念及其介电参数分布优化方法。针对盆式绝缘子,以分别提升绝缘子凹面和凸面的沿面电场分布均匀度为优化目标,利用迭代算法自适应调整各表层的介电常数,以获得最优的介电常数分布。对比研究了介电常数分布取值无约束及有约束条件下,绝缘子的沿面电
【基金项目】
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国家自然科学基金（51807136;51537008）； 天津市自然科学基金（18JCQNJC07300）； 博士后基金面上项目（2017M621070）； 博士后创新人才支持计划（BX201700168）～～；
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电场分布是决定复合绝缘系统耐电性能的关键因素之一,为改善气体绝缘开关设备（GIS）绝缘子的沿面电场分布进而提升其闪络电压,提出了表层介电功能梯度绝缘子（SFGM）的设计概念及其介电参数分布优化方法。针对盆式绝缘子,以分别提升绝缘子凹面和凸面的沿面电场分布均匀度为优化目标,利用迭代算法自适应调整各表层的介电常数,以获得最优的介电常数分布。对比研究了介电常数分布取值无约束及有约束条件下,绝缘子的沿面电场及表层介电常数分布。结果表明:无约束条件下经过5次迭代,绝缘子凹面沿面电场不均匀系数由4.26下降到1.12,场强集中区域从高压三结合点处转移至地电极侧绝缘子内部,整体耐电性能提升;有约束条件下,表层介电常数最大值被钳制,绝缘子凹面沿面电场不均匀系数由4.26下降到1.84。交流闪络实验结果表明,优化后的SFGM圆台绝缘子的放电起始电压和闪络电压分别提升了20%和21%,进一步验证了基于迭代法的SFGM绝缘子设计具有优异的电场分布调控效果。
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