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：16740629(2009)04004904中圖分類號：TM721.1TM854文獻標(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題的方法之一。根據(jù)國內(nèi)800kV特高壓直流輸電工程對支柱復(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)開發(fā)與示范”項目是“十一五”國家科技支撐計劃重大項目。該項目針對制約我國特高壓交、直流工程設(shè)計建設(shè)及輸變電設(shè)備

6、制造的一批關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸問題，設(shè)置了32個課題，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。在我國實施的800kV直流輸電工程建設(shè)是國內(nèi)電力制造行業(yè)提升技術(shù)水平的極好機遇。2006年下半年，南通市神馬電力科技公司與中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司合作，根據(jù)國內(nèi)800kV特高壓直流輸電工程對支柱復(fù)合絕緣子的技術(shù)要求，開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)簡介支柱復(fù)合絕緣子由大直徑纏繞芯棒、端部連接基金項目：“十一五”國家科技支撐計劃重大項目(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)過程中，存在幾個關(guān)鍵技術(shù)：1）硅橡膠專用料的研究、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、工藝過程須重新編排。2

9、.3.1起模工裝設(shè)計絕緣子圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對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、密封結(jié)構(gòu)的處理與起模方式都是模具設(shè)計中必須考慮和解決的問題。基于設(shè)計簡單、加工方便、生產(chǎn)操作便捷的原則，設(shè)計了專門的起模工裝，集環(huán)縱向定位、棒體保護、密封與起模于一體，使所有問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到預(yù)期效果。為解決這一問題，我們先從理論分析著手，結(jié)合實驗驗證，選用合適的預(yù)處理方式與步驟，使溫度參數(shù)達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)計上保證了要求。另外，通過膠裝夾具的合理設(shè)計，加工中心的精準(zhǔn)加工，提高夾具的精度來保證絕緣子兩端部法蘭安裝孔的位置度要求。為使產(chǎn)品滿足機械性能要求，膠裝強度必須保證，所采取的措施為：膠裝黏合劑經(jīng)機械攪拌后，進行抽真空處理，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性，能充滿預(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)相對錯開，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)之間需要通過法蘭來連接，并滿足以下要求：1）具有很高的抗拉強度，并具有良好的塑性和韌性；2）應(yīng)用于室外，因此要對表面進行防腐蝕處理，提高使用壽命；3）對于平波電抗器，還要保證法蘭在強磁場作用下的溫升，較高的溫度會降低絕緣子膠裝區(qū)膠裝劑的強度，從而影響產(chǎn)品的整體機

14、械性能。針對要求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。針對要求3的特殊要求，選用了不銹鋼作為強瓷區(qū)法蘭材料，并做了相應(yīng)的模擬試驗。試驗環(huán)境：采用型號為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。測試儀器：測溫槍。試驗結(jié)論：根據(jù)計算，金屬附件所處位置磁場強度為8.405kAm，在該場強中不銹鋼