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技术答疑

复合绝缘子技术动态怎么样?

国内外复合绝缘子产品发展及制造技术动态
复合绝缘子能否长期承受电气强度的作用取决于硅橡胶外套、绝缘管本身,及绝缘管、外套、端部附件及外套的不同部分间界面的可靠性。因此,其主要组成件的组装工艺是产品的技术关键。按工艺组装方式分为:
(1)单个伞套套装式
该工艺方法为国内*早的高压绝缘子生产工艺方法。由于其粘接质量的分散性且效率低,因此该工艺不适合大批量生产。但由于模具设备投资小,因此该工艺只要对界面粘接工艺进行改进,以保证质量,对生产小批量多品种的产品十分有利。
(2)伞裙与护套的分装式
该工艺方法是针对单个伞套直接套装的工艺缺陷,为确保硅橡胶和绝缘管界面可靠性而采取的改进型的工艺方法。此工艺采用在绝缘管外挤制壁厚为2mm-3mm的硅橡胶护套,然后将独立制作的高温硫化硅橡胶伞粘接在护套上。此工艺克服了上述工艺方法的弊端,其优点与上述工艺是基本一致的。
(3)浇注与注射成型式
该工艺设备、模具投资大,适用于大批量生产,特别是注射成型技术。目前,国内外运用这个工艺方法的专用生产设备有:
  • (a)RTV硅橡胶自动浇注成型设备
  • 该设备及制造工艺技术为德国专用技术.为我国引进使用,生产ll0kV~5ookVSF6互感器用复合绝缘子。该设备的优点是可以用*小的模具投人生产大型复合绝缘子。缺点是该设备投资大,生产效率不高,且只能用RTv作原料制造产品,而RTv硅橡胶其抗老化、耐天候性能不如HTv好,一般可靠使用寿命为7-10年:而RTv可达到2O年以上的有效使用寿命。
  • (b)HTV硅橡胶注射成型机
  •  该设备为生产线路悬式绝缘子普遍采用的设备。国外主要制造商有法国REP公司、德国DSM公司及奥地利MAPLAN公司。我国台湾和内地也有同类设备生产厂家。该设备制造技术的特点是:设备和模具投资大,生产效率高,综合成本低,产品性能和质量稳定可靠,有利于组织大批量生产。其缺点是不便于制造大型复合绝缘子。
  • (c)LSR液态硅橡胶注射成型生产装置
  • 该设备由液态硅胶注射系统及合模装置组成,主要制造商为德国2KM公司。此设备优点是利用液态硅胶流动性好,不需要大的倘模力,硫化时间短等,能一次性注射成形大型复合绝缘子产品。其缺点是该设备模具投资大,LSR胶料成本高,生产的产品价格贵,不易被用户所接受,也不易适应市场千变万化的品种规格的需求。

复合绝缘子材料特点

硅胶护套及其特性
硅胶护套种类繁多,但电气行业所用的硅橡胶综合起来主要只分高温硫化硅橡胶(HTV)、液体硅橡胶(LSR)、室温硫化硅橡胶(RTV)三大类。国内外生产硅橡胶及混炼胶的公司众多。硅橡胶及混炼胶,并对硫变特性、耐漏电起痕、拉伸强度、伸长率、**变形、硬度、撕裂强度、电击穿强度、体积电阻、憎水性、抗老化等材料特性进行了测试研究,其原材料基本特性均达到标准规定的指标。高压绝缘子的憎水性、抗撕裂强度、抗拉强度、伸长率、耐**变形、体积电阻等性能一般均超过国内产品。
不同类的硅橡胶特性不同,也具有各自的工艺特点。在抗电蚀能力、耐天候性、耐老化、抗紫外线辐射能力方面,H,Iv比V好。如硅橡胶耐漏电蚀性能,按我国GB6553-1986标准来评定,H.I'v能达到TMA3.5-4.5级,而RⅣ一般仅达到哪A2.5级。高温硫化硅橡胶(HTV)必须在一定的温度,压力和时间下才能硫化成型,而且必须经过二次硫化。而液态硅橡胶(LSR)在150℃下用很小的锁模力,10s~40s内即可完全硫化且不必进行二次硫化。所以,LSR的特点是流动性能好,容易注射,快速成形,电气性能亦能满足要求,工艺性能好。

玻璃纤维增强塑料绝缘管的技术特性
复合绝缘子内绝缘及支撑主要依赖于绝缘管件,其材料为玻璃纤维增强塑料。根据配套电气产品的技术要求不同,设计时可选用不同的玻璃纱或玻璃纤维织物材料,浸渍不同牌号、不同配方的树脂胶料,调整缠绕工艺或浸渍工艺,来获得所需的机械特性(如轴向和环向抗拉强度、压缩强度、弹性模量等)或耐腐蚀、耐温度性能。
复合绝缘子的绝缘管件制造工艺方法通常为用玻璃纱湿法螺旋缠绕成型或用玻璃布(丝)卷制,并以环氧树脂真空浸渍成型,其基本要求是必须有优良的机械性能和电气性能,较好的耐化学腐蚀性能。对于不同用途的绝缘管件有着不同的特殊要求,
其要求如下:
  • (1)与SF6电弧分解物接触的断路器支柱套管,筒管内壁应缠绕一层耐腐蚀的环氧涤纶布的内衬层。
  • (2)用于断路器的灭弧室套管,在喷嘴排放热气流区内壁应衬一层耐高温的聚四氟乙稀内衬层,以承受断路器开断时灭弧室排出的高压、高温气流的瞬间(ms级)冲击,确保管内壁不致烧损。
  • (3)用于倒置式的SF6或油浸互感器的套管,因同时承受较大的内压力和弯距,应选用内压强度和刚性较好的管材。
  • (4)对机械性能要求特高的管径、刚度高的绝缘管件要选用真空浸渍环氧玻璃纤维管材。
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复合绝缘子生产工艺
对于复合绝缘子产品,我国尚未制定**和行业标准。国际电工委员会制定了IEC61462类型2的技术报告《复合绝缘子——定义、试验方法、接收准则和设计推荐》。依据该文件,各制造商制定了企业标准,确定了复合绝缘子的相关术语、定义、试验方法等。根据IEC61462的规定,绝缘子应经受设计试验、型式试验、抽样试验和全数试验。 
 
复合绝缘子至少由两个绝缘部件,即一个由纤维增强塑料(FRP)制成的绝缘管件,一个套装在绝缘管外面的用硅橡胶材料(RTV、I{1【v或LSR)制成的伞套和浇装在绝缘管件两端的端部附件组成。
 
绝缘管件由玻璃纤维增强塑料(FRP)制成,是复合绝缘子的内绝缘件,承担内部绝缘和机械负荷两项功能。硅橡胶伞套是复合绝缘子的外绝缘件,是由有良好憎水性和耐污性的硅橡胶材料制成,它担负着保护绝缘管件免受外界环境影响的作用,并提供较大的爬电距离,以提高外绝缘水平。 
 
端部附件是复合绝缘子重要的结构部件,采用专门的连接技术与绝缘管件浇装在一起,承担传递机械负荷并提供内部密封。端部附件,通常以高强度合金铝用金属模低压铸造成型,有着良好的机械强度和耐腐蚀性能。 
 
由于各类电气设备具有各自的技术要求,根据复合绝缘子型号要求都会提出不同的机械特性、电气性能和绝缘性能等各种技术指标,因此,针对不同的电气设备,复合绝缘子的设计制造者必须提出不同的技术、工艺方案,在主要结构部件的尺寸设计、材料选择到制造工艺方法等方面都要根据配套电气设备的使用条件与技术性能要求组织生产,并且要保证产品在运行状态下的长期稳定性、耐候性、可靠性。 
 
例如,有机材料对温度是很敏感的,如果该复合绝缘子在周围温度下具有良好的机械性能,那么在温度升高或降低时其机械性能不应降低。FRP管材料以及粘合端部附件的胶粘剂的温度稳定性对高压绝缘子机械特性功能十分重要。断路器与互感器产品使用的复合绝缘子,其弯曲和内压极限特性要求不同,内壁的耐腐蚀要求也不同,因此对绝缘管的设计、材料选择与制造工艺方法均不相同。所以电气设备用复合绝缘子在设计、制造技术上要比线路合成绝缘子复杂得多。
复合外绝缘的技术优势、经济性、可靠性已广被认同,成为替代瓷空心绝缘子并解决污秽地区变电设备用瓷绝缘子污闪、断裂、爆炸等问题的新一代产品。绝缘子俗称瓷瓶,它是用来支持导dgjg_kydl线的绝缘体。绝缘子可以保证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。复合绝缘子的制造技术成熟,工艺简单,芯棒强度、金具强度和压接强度的配合设计已较合理。当在长期高湿度大气条件下运行时,若复合绝缘子憎水性出现部分丧失或完全丧失时,易发生伞裙间飞弧短接而导致闪络事故,严重地威胁电网安全可靠运行。
目前,对于输电线路用复合绝缘子,其伞裙形状较以往有了大幅改进,基本上以"大小伞"、"三伞结构五伞组合"和"两大两中"三种伞型为主,伞径达到200毫米,伞间距达到了140毫米;对于各类空心复合绝缘子,要防止较为密集的伞裙结构设计易在大雨或暴雨下雨水连成链状,引起雨闪。因此,复合绝缘子伞裙形状的优化设计仍是一个需要系统研究的重点。界面和密封结构设计界面和密封结构设计是复合空心绝缘子设计的关键,毕竟复合绝缘子的运行时间不长、数量不多,其很多关键性技术未经过运行环境长期考验,特别是端部附件、玻璃纤维增强环氧树脂管与伞套三者的界面,若处理不当,将会影响复合空心绝缘子的安全运行。

高压绝缘子按照不同的分类标准和形式可以分为不同的种类和类型,在实际的使用和发展中展现不同的性能和价值,
按结构形式可分为:
  • 针式绝缘子
  • 棒式绝缘子
  • 悬式绝缘子
它在运行中能够承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力。它还经受着日晒、雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀。因此,绝缘子既要有良好的电气性能,又要有足够的机械强度。绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的。链接绝缘子的分类绝缘子可按结构形式、功能和使用材料进行分类。

按功能不同可分为:
  • 普通型绝缘子
  • 防污型绝缘子

按使用材料可分为:
  • 瓷质绝缘子
  • 玻璃绝缘子
  • 复合绝缘子(有机硅人工合成)合成绝缘子

复合绝缘子是棒形悬式有机硅橡胶绝缘子的简称。

复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子、玻璃绝缘子相比,具有质量轻、体积小、便于运输和安装、机械强度高以及耐污秽性能好等优点,同时在运行中可以免清扫,免预防性测试,可避免污闪事故。按照现有的技术认识和运行经验,合成绝缘子的压接强度控制在(1.5~1.6)额定机构负荷,钢脚破坏强度控制在(1.4~1.5)额定机构负荷,应是较为合理的。特别适用于城市电网和中等以上污秽地区使用。技术发展趋势压接强度控制目前,线路用硅橡胶复合绝缘子的*高机械强度均可达到550千牛强度等级,其机械裕度均可达1.4~1.5,甚至更高。

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