800kv直流支柱復(fù)合絕緣子制造技術(shù)

1、2009年第3卷第4期南方電網(wǎng)技術(shù)高壓直流輸電2009，Vol.3，No.4SOUTHERNPOWERSYSTEMTECHNOLOGYHVDCTransmission文章編號(hào)：16740629(2009)04004904中圖分類(lèi)號(hào)：TM721.1TM854文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A800kV直流支柱復(fù)合絕緣子制造技術(shù)馬斌1，羅兵2，李全文1，黎小林2，周曙琛1（1.南通市神馬電力科技有限公司，江蘇南通226553；2.南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心，廣州51

2、0623）摘要：特高壓支柱復(fù)合絕緣子的研發(fā)是解決800kV特高壓直流輸電工程中高海拔和重污穢等問(wèn)題的方法之一。根據(jù)國(guó)內(nèi)800kV特高壓直流輸電工程對(duì)支柱復(fù)合絕緣子的技術(shù)要求，從大直徑芯棒研制、整體真空注射、法蘭膠裝工裝等方面介紹了特高壓直流支柱復(fù)合絕緣子的制造技術(shù)。關(guān)鍵詞：特高壓直流；支柱復(fù)合絕緣子；大直徑芯棒ManufactureTechnologyof800kVPostCompositeInsulatsMABin1LUOBing2L

3、IQuanwen1LIXiaolin2ZHOUShuchen1（1.NantongShenmaElectricScientificTechnicalCo.Ltd.NantongJiangsu226553China2.CSGTechnologyResearchCenterGuangzhou510623China）Abstract:Thedevelopmentofpostcompositeinsulatsisoneofthewaystoso

4、lvetheproblemsofhighaltitudeheavypollutioninvolvedin800kVUHVDCtransmissionprojects.Accdingtothetechnicalrequirementsof800kVUHVDCprojectsinChinathispaperpresentsthemanufacturetechnologyofthepostcompositeinsulatincludingth

5、edevelopmentofbigdiametermrilthetechnologyofoneshotvacuumeinjectiontheflangegluingbondingdesign.Keywds:ultrahighvoltageDCpostcompositeinsulatbigdiametermril“特高壓輸變電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范”項(xiàng)目是“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目。該項(xiàng)目針對(duì)制約我國(guó)特高壓交、直流工程設(shè)計(jì)建設(shè)及輸變電設(shè)備

6、制造的一批關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸問(wèn)題，設(shè)置了32個(gè)課題，800kV特高壓直流輸電支柱復(fù)合絕緣子的研發(fā)是其中的課題之一。在我國(guó)實(shí)施的800kV直流輸電工程建設(shè)是國(guó)內(nèi)電力制造行業(yè)提升技術(shù)水平的極好機(jī)遇。2006年下半年，南通市神馬電力科技公司與中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司合作，根據(jù)國(guó)內(nèi)800kV特高壓直流輸電工程對(duì)支柱復(fù)合絕緣子的技術(shù)要求，開(kāi)展大直徑芯棒支柱復(fù)合絕緣子的研發(fā)工作。本文介紹這種支柱復(fù)合絕緣子的制造技術(shù)，包括其整體真空注射、法蘭膠裝工裝等新

7、技術(shù)。1800kV直流支柱復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介支柱復(fù)合絕緣子由大直徑纏繞芯棒、端部連接基金項(xiàng)目：“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目(2006BAA02A31)。Foundationitem:ProjectSupptedbyKeyProjectoftheNationalEleventhFiveYearResearchProgramofChina(2006BAA02A31).件、硅橡膠傘裙組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。800kV直流支柱復(fù)合絕緣子

8、以小直徑芯棒為基軸，經(jīng)纏繞固化制成大直徑芯棒，在芯棒的外圍粘固有高溫硫化硅橡膠一次整體注射成型。其生產(chǎn)過(guò)程中，存在幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：1）硅橡膠專(zhuān)用料的研究、大直徑芯棒的制造工藝；1—纏繞層；2—小直徑芯棒；3—法蘭；4—硅橡膠傘裙；5—密封圈圖1支柱復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)圖Fig.1TheStructureofPostCompositeInsulat第4期馬斌，等：800kV直流支柱復(fù)合絕緣子制造技術(shù)51同；注射工藝參數(shù)設(shè)定、工藝過(guò)程須重新編排。2

9、.3.1起模工裝設(shè)計(jì)絕緣子圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅橡膠外套在棒體的縱向位置和環(huán)向厚度均勻性都有明確要求，棒體的保護(hù)、密封結(jié)構(gòu)的處理與起模方式都是模具設(shè)計(jì)中必須考慮和解決的問(wèn)題?；谠O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、加工方便、生產(chǎn)操作便捷的原則，設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的起模工裝，集環(huán)縱向定位、棒體保護(hù)、密封與起模于一體，使所有問(wèn)題都有效地得以解決。2.3.2界面處理要保證絕緣子外部硅橡膠傘套與棒體間有效粘接界面的實(shí)現(xiàn)，要選用合適的偶聯(lián)劑，設(shè)定合理的工藝參數(shù)。溫度是支柱絕緣子與空心

10、絕緣子注射工藝存在差異的唯一參數(shù)。由于800kV支柱絕緣子芯棒為φ280mm的大直徑實(shí)心棒體，從棒體表面至芯部存在著明顯的溫度梯度。這溫度梯度的存在增加了注射工藝的難度，其直接后果是界面難于達(dá)到預(yù)期效果。為解決這一問(wèn)題，我們先從理論分析著手，結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選用合適的預(yù)處理方式與步驟，使溫度參數(shù)達(dá)到工藝條件的理想狀態(tài)，從而有效解決了界面處理技術(shù)。2.4法蘭膠裝工藝及端部密封結(jié)構(gòu)800kV支柱絕緣子端部法蘭膠裝技術(shù)仍沿用空心復(fù)合絕緣子的膠裝

11、技術(shù)。通過(guò)尺寸的合理設(shè)定，具體就是棒體兩端面的平行度公差之和小于產(chǎn)品兩端面平行度公差，從而在設(shè)計(jì)上保證了要求。另外，通過(guò)膠裝夾具的合理設(shè)計(jì)，加工中心的精準(zhǔn)加工，提高夾具的精度來(lái)保證絕緣子兩端部法蘭安裝孔的位置度要求。為使產(chǎn)品滿(mǎn)足機(jī)械性能要求，膠裝強(qiáng)度必須保證，所采取的措施為：膠裝黏合劑經(jīng)機(jī)械攪拌后，進(jìn)行抽真空處理，消除黏合劑中的氣泡；控制注膠的溫度及速度，保證黏合劑有合適的黏度和較好的流動(dòng)性，能充滿(mǎn)預(yù)期的膠裝間隙。800kV支柱絕緣子的

12、端部密封采用的是內(nèi)嵌式密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。在硅橡膠與法蘭端部留有4.5mm5.5mm12mm的間隙，法蘭膠裝后，在法蘭與硅橡膠間均勻涂上少許RTV，將材質(zhì)為HTV的密封圈B平整的嵌入法蘭與HTV的間隙內(nèi)形成合適的壓縮量，然后在密封圈B上再均勻的涂上少許RTV，將密封圈A平整的嵌入HTV與法蘭之間，密封圈A與密封圈B的接口應(yīng)光滑平整且接頭應(yīng)相對(duì)錯(cuò)開(kāi)，最后在密封圈A的表面均勻涂上RTV使之形成一定的坡度，這樣就能絕對(duì)阻止外部水汽沿HTV與法

13、蘭的界面滲入導(dǎo)致電蝕。圖3端部密封結(jié)構(gòu)Fig.3TheStructureoftheFlangeGluingBonding2.5法蘭材料800kV支柱復(fù)合絕緣子由5節(jié)連接而成，每節(jié)之間需要通過(guò)法蘭來(lái)連接，并滿(mǎn)足以下要求：1）具有很高的抗拉強(qiáng)度，并具有良好的塑性和韌性；2）應(yīng)用于室外，因此要對(duì)表面進(jìn)行防腐蝕處理，提高使用壽命；3）對(duì)于平波電抗器，還要保證法蘭在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的溫升，較高的溫度會(huì)降低絕緣子膠裝區(qū)膠裝劑的強(qiáng)度，從而影響產(chǎn)品的整體機(jī)

14、械性能。針對(duì)要求1和2，我們選擇球墨鑄鐵（QT45010），表面采用熱鍍鋅處理（熱鍍鋅層符合JBT8177—1995規(guī)定）防腐蝕工藝。針對(duì)要求3的特殊要求，選用了不銹鋼作為強(qiáng)瓷區(qū)法蘭材料，并做了相應(yīng)的模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)環(huán)境：采用型號(hào)為BK2000066的并聯(lián)電抗器，支撐高度1286mm。金屬附件位置：位于電抗器繞組正下方地面上，金屬附件口朝下。測(cè)試儀器：測(cè)溫槍。試驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)計(jì)算，金屬附件所處位置磁場(chǎng)強(qiáng)度為8.405kAm，在該場(chǎng)強(qiáng)中不銹鋼