我国棒形悬式瓷绝缘子的开发前景分析

发布于:2007/9/17 16:21:58 | 541 次阅读

为了适应国民经济的迅猛发展,近些年至今后的20年,我国的电网建设都会保持高速发展的势头,电网发展的总格局是西电东送,大区联网。输电线路的特点是输电线路长、容量大、电压等级高。环境特点是路经高山大河、深山峡谷及高海拔地区,其气候复杂多变,施工及维护极其困难,这就必然对线路绝缘子提出了越来越苛刻的要求:尺寸小、重量轻、方便施工、运行安全可靠、减少事故率、减少或免维护。综观国内目前使用的瓷和玻璃盘形悬式绝缘子、复合悬棒绝缘子,在性能和满足用户需求方面各有千秋,虽然都不同程度地满足用户要求,但都存在一些自身的弱点,而不能令人十分满意。

    1.各种绝缘子比较

    电瓷材料具有良好的化学稳定性和热稳定性,几乎永不变质和老化,具有良好的电气性能和机械性能,是制造绝缘子的理想材料。瓷绝缘子是应用历史最长、使用数量最多的绝缘子,也是运行经验最丰富、最成熟的绝缘子。但因是土生土长的原因,生产技术和管理水平都参差不齐,加之量大面广,考验时间也长,缺点最容易暴露,表现在零值率方面也是相差悬殊,制造水平低的绝缘子,零值率高达1‰以上,制造水平高的绝缘子的零值率在0.05‰左右。为了线路运行安全,需要定期检测零值,以及更换失效绝缘子。这是线路运行部门最厌恶的工作;其二是随国内环境污染日趋严重,瓷绝缘子的耐污性能尚显不足(串长一定,)时有大面积污闪发生,虽然加长串长和做好定期清扫也能解决问题,但在别有选择的情况下,某些电力部门把眼光转向玻璃和复合绝缘子。玻璃绝缘子的优点是零值自爆,并以此打动一些线路运行部门,这是玻璃绝缘子近几年来大规模进入中国市场的原因,但随着时间的推移和使用数量的增多,它也有不少缺点:其一自爆率也不低(1‰左右),有的线路刚施工完,就发现自爆绝缘子,更换起来,照样麻烦;其二因玻璃绝缘子是深棱的钟罩形,自洁能力差,积污重,很不适应中及重污区使用,所以许多吃过苦头的用户又开始欣赏双伞和三伞形的瓷绝缘子。近几年,我厂生产的该类型产品在市场上就源于此,同时直流绝缘子用户也已提出用双伞或三伞形来代替钟罩形的要求。

复合绝缘子是一种快速发展起来的新材料绝缘子,其原因是上述两种传统绝缘子的缺点它都没有:一是尺寸小、重量轻;二是基本属于不可击穿型,无须检零;三是硅橡胶材料的表面增水性,大大提高了绝缘子的污耐压,作为电力部门的主要防污闪措施而得到推崇。但是正因为该种绝缘子发展的时间较短,技术还不十分成熟,用户也逐渐发现了它的缺点,主要是寿命短,可靠性不高,事故率较高,表现形式主要有雷击和“不明”闪络相对较多,耐电蚀和电弧性能差,易引起沿芯棒击穿,硅胶透气性好,易受酸气侵蚀而脆断,还有硅胶表面老化变硬,粉化及憎水性丧失,机械强度因材料蠕变而较快下降等等,也限制了它的竞争力。目前尚无方便、有效检测老化绝缘子的方法也给线路维护增加了难度。

    那么有没有一种更好的绝缘子能兼顾上述几种绝缘子的优点而避其缺点呢?这就是棒形悬式瓷绝缘子,这种绝缘子主要应用在以德国为主的欧洲地区,近几年开始进入中国市场,它的优点主要有:

    ①尺寸小、重量轻,鸡为盘形瓷绝缘子的50%;

    ②电瓷材料无老化变质问题,寿命长;

    ③属不可击穿型,无须检测零值;

    ④伞型为开放的空气动力型,自洁性好,无须清扫;

    ⑤单位高度的爬距比双伞或三伞的盘形瓷绝缘子大得多,故可以提高污闪电压;

    ⑥由于装有配套的招弧角、均压环,可以提高电晕电压和耐电弧水平。

    但是这种绝缘子的发展也受到一些制约:一是制造水平要求高,因为绝缘子瓷件上一旦有一点缺陷就容易引起断串掉线事故;二是生产效率较低,成本较高,售价较高;三是同样结构高度的绝缘子,瓷悬棒的绝缘距离最短,在目前我国较适于耐张串,而是双串并联使用,这样才能取得较好的可靠性。

    2.公司对悬式瓷棒的试制开发

    基于上述认识,大连电瓷有限公司于2003年开始瓷悬棒的试制开发,并取得了初步成果。

①设计方面,收集了相关的资料,设计了70kn——210kn瓷悬棒,瓷棒直径分别是∮60—∮85,电压等级是110kv单支,500kv三根连接;

    ②配方进行了适当调整,主要保证试条抗拉强度大于60mpa,其性能适合棒形生产;

    ③设备及工装调整,各种工艺参数的确定,解决产品弯曲变形、开裂等缺陷;

    ④烧成方法、曲线的确定;

    ⑤安装工艺方面对水泥胶合剂和铅锑合金,进行了工艺比较。

    试制达到预期目的,试制成功ψ85×的样品,其抗拉强度超过300kn,证明工厂已具备了生产瓷悬棒的技术能力,只要在设备和工艺上进一步完善,就可以在提高生产效率、提高合格率和减小分散性方面做进一步的工作,达到批量生产的目的。

    公司计划设入一定资金购置设备,进一步扩大该项目的开发研究,争取在样品鉴定的基础上,进行批量试运行。此外,我公司还将探索干法成型的可行性以及瓷棒加复合外伞和半导电釉瓷棒的工艺研究,以满足市场的多种需要。

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