第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
絕緣子作為輸電線路安全運(yùn)行的重要設(shè)備之一，其技術(shù)性能得到電力運(yùn)行部門及制造業(yè)的普遍關(guān)注。我國復(fù)合絕緣子2009年的故障率為萬分之一，雖然這個數(shù)據(jù)表明了國產(chǎn)復(fù)合絕緣子質(zhì)量水平達(dá)到了新的高度，但絕緣子核心技術(shù)仍需要進(jìn)一步發(fā)展。電網(wǎng)的高速發(fā)展促進(jìn)了復(fù)合絕緣子產(chǎn)業(yè)的迅速壯大，使我國硅橡膠復(fù)合絕緣子制造技術(shù)居世界領(lǐng)先水平。
絕緣子是高壓、超高壓電力輸送線路上的必用品，高溫硫化硅橡膠復(fù)合絕緣子首先在德國問世，與瓷、玻璃等傳統(tǒng)絕緣子相比，具有重量輕、強(qiáng)度大、耐污閃能力強(qiáng)、維護(hù)和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。到目前為止，世界上僅有二十七個國家和地區(qū)使用由該技術(shù)制作的復(fù)合絕緣子，且用量最多的是北美地區(qū)。中國復(fù)合絕緣子的研制起步較晚但起點(diǎn)很高，在吸取國外復(fù)合絕緣子生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，研制出了自己的復(fù)合絕緣子。中國目前復(fù)合絕緣子的生產(chǎn)技術(shù)、制作工藝和質(zhì)量已達(dá)世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)不再需要從外國進(jìn)口。中國研制的復(fù)合絕緣子除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外，在壓接密封技術(shù)上有了新的突破，還具有不需檢測零值、終生不需清掃、不易脆斷、制作成本低等特點(diǎn)，其質(zhì)量為其他國家所不可比。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
硅橡膠空心復(fù)合絕緣子主要由硅橡膠傘套、絕緣筒、法蘭三個部分組成。
硅橡膠空心復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)圖
硅橡膠傘套材料表面不僅在新的時候是憎水的，而且在線路的運(yùn)行條件下，當(dāng)憎水性暫時喪失以后，還能恢復(fù)其憎水性。水在該材料表面形成水珠，硅橡膠液體的很細(xì)的膜基本上吞沒了污穢物，從而抑制了離子物質(zhì)在水中的溶解，提供了很高的表面電阻，降低了泄漏電流，提高了污穢閃絡(luò)電壓。這種性能甚至硅橡膠材料老化時也仍然保持。因而提高了電能輸送的可靠性，明顯地減少了絕緣子的清洗和維護(hù)費(fèi)用。
通過對近年來復(fù)合絕緣子幾大關(guān)鍵制造技術(shù)如界面連接工藝、制造材料、端部密封、傘裙形狀、均壓裝置的發(fā)展歷程比較 分析 ,我國復(fù)合絕緣子的技術(shù)水平和應(yīng)用已漸趨成熟并具有較高水平,目前的主要發(fā)展是系統(tǒng) 研究 復(fù)合絕緣子的可靠性,包括憎水性、機(jī)械特性和劣化特性等;針對1000 kV交流和±800 kV直流工程特點(diǎn)加強(qiáng) 研究 復(fù)合絕緣子的優(yōu)化配置、傘裙形狀、均壓裝置及運(yùn)行復(fù)合絕緣子檢測技術(shù)。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
1、壓接強(qiáng)度控制
目前，線路用硅橡膠復(fù)合絕緣子的最高機(jī)械強(qiáng)度均可達(dá)到550千牛強(qiáng)度等級，其機(jī)械裕度均可達(dá)1.4～1.5，甚至更高。復(fù)合絕緣子的制造技術(shù)成熟，工藝簡單，芯棒強(qiáng)度、金具強(qiáng)度和壓接強(qiáng)度的配合設(shè)計已較合理。按照現(xiàn)有的技術(shù)認(rèn)識和運(yùn)行經(jīng)驗，復(fù)合絕緣子的壓接強(qiáng)度控制在(1.5～1.6)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，鋼腳破壞強(qiáng)度控制在(1.4～1.5)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，應(yīng)是較為合理的。但目前國內(nèi)企業(yè)對壓接式結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子長期承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的機(jī)械性能 研究 并不充分，對高噸位壓接式復(fù)合絕緣子的機(jī)械可靠性方面缺乏系統(tǒng)、深入地 研究 ，這也不利于運(yùn)行管理部門準(zhǔn)確、快速掌握輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和使用特性。
2、傘型設(shè)計
復(fù)合絕緣子由于脫模上的困難，其傘裙直徑難以同盤形懸式瓷、玻璃絕緣子的盤徑大小一致，因此，早期復(fù)合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設(shè)計相比進(jìn)行大量 研究 后，所確定的傘裙設(shè)計原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當(dāng)在長期高濕度大氣條件下運(yùn)行時，若復(fù)合絕緣子憎水性出現(xiàn)部分喪失或完全喪失時，易發(fā)生傘裙間飛弧短接而導(dǎo)致閃絡(luò)事故，嚴(yán)重地威脅電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。目前，對于輸電線路用復(fù)合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進(jìn)，基本上以“大小傘”、“三傘結(jié)構(gòu)五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達(dá)到200毫米，傘間距達(dá)到了140毫米;對于各類空心復(fù)合絕緣子，要防止較為密集的傘裙結(jié)構(gòu)設(shè)計易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復(fù)合絕緣子傘裙形狀的優(yōu)化設(shè)計仍是一個需要系統(tǒng) 研究 的重點(diǎn)。
3、界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計
界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計是復(fù)合空心絕緣子設(shè)計的關(guān)鍵，畢竟復(fù)合空心絕緣子的運(yùn)行時間不長、數(shù)量不多，其很多關(guān)鍵性技術(shù)未經(jīng)過運(yùn)行環(huán)境長期考驗，特別是端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當(dāng)，將會影響復(fù)合空心絕緣子的安全運(yùn)行。近年來，由于密封質(zhì)量下降導(dǎo)致套管出現(xiàn)事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實(shí)，或由于溫差變化出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致水分滲入，或者母線、開關(guān)、斷路器等在自身重力、覆冰、風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生垂直于復(fù)合空心絕緣子軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴(kuò)大，進(jìn)而漏油或漏氣，引發(fā)嚴(yán)重事故。
復(fù)合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環(huán)氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力、六氟化硫及其分解物的化學(xué)作用，大氣中的水分可能由于設(shè)計缺陷、質(zhì)量缺陷等進(jìn)入內(nèi)部，使玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管發(fā)生劣化。并且，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管的膨脹系數(shù)接近于零，而鋁合金的膨脹系數(shù)為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產(chǎn)品在戶外長期運(yùn)行的可靠性與安全性，設(shè)計和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管和護(hù)套的界面聯(lián)接和密封可靠。
4、關(guān)鍵參數(shù)控制
為降低劣化率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，除加強(qiáng)生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制外，增加檢驗手段，提高技術(shù)參數(shù)也是剔除缺陷產(chǎn)品的一種有效途徑。如對復(fù)合絕緣子關(guān)鍵是對壓接過程的控制。現(xiàn)在已要求壓接過程必須采用聲發(fā)射探測法并配有其他有效的質(zhì)量控制手段逐個檢測，杜絕發(fā)生端部連接過壓和欠壓問題。要求復(fù)合絕緣子破壞負(fù)荷的平均值減去3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差大于額定機(jī)械負(fù)荷。對于高噸位產(chǎn)品，還要求進(jìn)行1.2SML持續(xù)24小時的機(jī)械拉伸負(fù)荷試驗。芯棒的水?dāng)U散試驗由早期規(guī)定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護(hù)套厚度進(jìn)行了提高，芯棒要求逐個進(jìn)行燈光透視檢查，應(yīng)能通過雷電沖擊耐受電壓試驗和耐應(yīng)力腐蝕試驗及機(jī)械拉伸破壞負(fù)荷對比試驗，傘裙護(hù)套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內(nèi)外首次進(jìn)行的 研究 。
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