张培滨,廖钦豐,王毅龙,郑跃胜

(福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)

1 引言

中高压电气设备中常用空气作为绝缘介质，为了提高空气间隙的绝缘性能，复合绝缘技术受到越来越多的关注。其中最简便的方法是在空气间隙中引入绝缘隔板组成气固复合绝缘，这种方法也称之为屏障效应[1]。在我国已经应用在35kV空气绝缘开关柜和气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中[2-3]。此外在高铁和动车车顶的高压电器箱内，为了避免高压母线和接地金属层之间的气体击穿，也是采用这种复合绝缘结构[4]。屏障效应也可应用于氮气等环保型气体介质中，比如采用低温氮气(CGN2)作为冷却绝缘介质的电阻型超导故障限流器(R-SFCL)和高温超导(HTS)变压器[5-6]。

为了提高采用这种气固复合绝缘结构的电力设备供电可靠性，在绝缘设计时需要获得击穿特性与各影响因素之间的实验关系。研究人员得到电极结构、间隙开距会影响隔板作用效果，已经发现聚合物隔板相比纤维素隔板在改善击穿特性上更具有优势[7]。此外隔板表面污秽情况[8]、隔板位置[9]和隔板尺寸[10]等因素也会影响复合绝缘的击穿电压。目前大量研究集中在单层隔板上，针对引入多层隔板的气固复合绝缘方式研究非常少。文献[11]研究发现引入双层隔板相比单层隔板对击穿电压的提升程度更高，气固复合绝缘击穿电压主要取决于离高压电极最近的隔板的空间位置，若再增加隔板的数量，击穿电压变化幅度不大。……