特高压GIL用绝缘子材料寿命试验及预测

苏通气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL)管廊工程为国际上首条特高压GIL输电工程,其电压等级高、输送容量大,要求可靠运行40年。GIL用绝缘子主体采用环氧树脂复合材料浇注而成,其运行工况复杂,需同时耐受电、热、力的综合作用,且应用数量大,其材料寿命是影响GIL使用寿命的关键。对盆式绝缘子和三支柱绝缘子进行了运行工况下的电场和力场分析,分别得到了绝缘材料的耐受电场最大值(3.7 kV/mm)和机械应力最大值(5.5 MPa),并以此作为寿命试验的输入条件。为考核GIL绝缘子材料的热电老化寿命,进行了热电老化试验,建立了绝缘材料的电气强度预测模型,预测绝缘材料在运行40年后的电场强度为18 kV/mm;为考核GIL绝缘子材料的热机械寿命,进行了蠕变试验,建立了蠕变持久时间预测模型,预测绝缘材料可在26 MPa的应力下可靠耐受40年。该文给出的试验方法能够综合考核绝缘子耐受电、热和机械应力的能力,研究结论直接支撑了特高压GIL用绝缘子的设计定型。