王强
中国联合工程公司 浙江杭州 310000
摘要：本文结合±800kV直流输电工程中支柱复合绝缘子的技术要求，根据其结构型式，针对±800kV直流支柱复合绝缘子关键工艺的制造技术进行研究和分析。
关键词：±800kV；直流；支柱；复合绝缘子
±800kV直流输电工程是我国电网规划与建设中较为常见的工程项目，尤其是随着社会经济发展对能源需求的不断增加，再加上特高压直流输电本身的远距离、大容量以及低损耗特征优势，在实现电能资源的优化配置，满足我国社会经济发展以及各项事业建设的能源需求等方面，具有非常显著的积极作用。需要注意的是，特高压直流外绝缘设计作为±800kV特高压直流输电工程中的关键技术之一，在确保输电工程安全稳定运行以及推动电网建设等方面，都有着非常重要的影响。下文将对±800kV直流输电工程中支柱复合绝缘子的制造技术进行研究。
1、±800kV直流支柱复合绝缘子的结构与关键工艺分析
结合±800kV直流输电工程中所采用支柱复合绝缘子，其结构型式如下图1所示，主要包含大直径缠绕芯棒以及硅橡胶伞裙、端部连接件等，它通过将小直径芯棒作为基轴，在缠绕固化处理基础上形成大直径芯棒，然后在芯棒的外围粘结固定有高温硫化硅橡胶，该硅橡胶伞裙是一次性整体注射成型，通过上述工艺结构构成±800kV直流支柱复合绝缘子，在特高压直流输电工程输电运行中发挥相应的作用和功能。下图1中，1为±800kV直流支柱复合绝缘子的缠绕层，2为小直径芯棒，3是法兰，4为硅橡胶伞裙，5是密封圈。
图1 ±800kV直流支柱复合绝缘子的结构型式示意图
根据上述±800kV直流支柱复合绝缘子的结构组成可以看出，其加工制造的关键工艺与技术流程主要表现在以下几个方面。首先，表现为±800kV直流支柱复合绝缘子制造使用的硅橡胶专用材料以及大直径芯棒制造工艺。只有在合理选择并确定支柱复合绝缘子的硅橡胶专用料以及合理的大直径芯棒制造工艺制定基础上，才能够对所制造的产品质量及性能进行保障，进而确保其在特高压直流输电工程中的安全有效运用。其次，表现为±800kV直流支柱复合绝缘子的硅橡胶一次性整体真空注射成型工艺技术，它也是支柱复合绝缘子制造的关键技术；此外，进行支柱复合绝缘子制造中，对其结构中使用的法兰材料进行研究与合理选择，也是其关键工艺与技术内容之一。只有在对上述复合绝缘子制造的关键工艺与技术内容有效把握和控制基础上，才能够对其产品制造质量及效益进行保障。
2、±800kV直流支柱复合绝缘子的制造技术分析
2.1 硅橡胶专用料的改进制造技术
首先，在进行复合绝缘子的硅橡胶专用材料选择上，由于该产品作为输电工程线路的重要部件，对包覆在复合绝缘子芯棒外的硅橡胶专用材料具有非常严格的要求和标准，一般情况下，±800kV直流支柱复合绝缘子作为特高压等级的输电工程及线路标准，且以高海拔、强紫外线照射等地区应用为主，此外，由于直流支柱复合绝缘子运行使用中具有静电吸附以及电弧电流无过零点等情况，因此，对进行复合绝缘子制造应用的硅橡胶专用料绝缘性能要求非常高。当前，±800kV直流支柱复合绝缘子制造中所应用的硅橡胶材料为高温硫化硅橡胶改进基础上形成的一种硅橡胶专用料。它是通过对美国Kabot的气相法白炭黑以及2000目以上粒度的氢氧化铝材料使用，并在对填料表面使用有机硅氧烷处理后，促进硅橡胶憎水性以及耐老化性能提升，并促进硅橡胶的击穿电压能力提高，满足±800kV直流支柱复合绝缘子的有关性能要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，在±800kV直流支柱复合绝缘子制造中，其使用的硅橡胶专用料还通过高分子量甲基乙烯基硅橡胶生胶使用，在同时使用两种不同分子量生胶基础上，促进硅橡胶专用料的拉伸与撕裂强度提升；同时，通过在硅橡胶材料配方中加入低粘度低分子物质，在确保硅橡胶的憎水性以及憎水性迁移效果基础上，形成满足±800kV直流支柱复合绝缘子制造使用的硅橡胶专用料，并对其在特高压等级直流输电运行使用中的性能要求进行保障。
2.2 大直径芯棒制造工艺技术
在±800kV直流支柱复合绝缘子的大直径芯棒制造中，由于该芯棒为大直径环氧玻璃纤维芯棒，其制造工艺要点包括树脂配方与固化工艺环节、对拉挤棒的车加工处理、缠绕工装设计与加工 铺层结构设计等。其中，树脂配方与固化工艺环节，由于大直径芯棒的制造，进行合适的促进剂以及增韧剂、树脂配方调整选择十分关键，并且在固化反应放热处理中应保持平缓，以避免集中放热引起大直径芯棒的内部热应力过高，导致产品开裂发生，影响其结构性能。在进行拉挤棒的车加工处理中，主要是将拉挤棒表面富含脱模剂的表面层进行去除，以确保其进行缠绕时具有良好的浸润性，一般情况下，对拉挤棒的车加工处理就是在拉挤棒表面进行阻尼螺旋槽车出，以在缠绕过程中在车出沟槽内填满环向纤维并进行固化后，对后续缠绕层以及拉挤芯棒的纵向剪切强度进行提升，从而确保其缠绕效果。此外，由于拉挤棒作为缠绕芯模，其直径约为80mm，为一条直棒，由于缺少封头导致对缠绕角无法进行保障，不能正常进行纤维缠绕，因此，需要进行特殊的缠绕辅助工装设计，一般通过在拉挤棒的两端进行销钉环固定设计，以通过销钉对缠绕纤维走向进行控制，满足拉挤芯棒的缠绕角需求。
最后，由于±800kV直流支柱复合绝缘子的大直径芯棒制造中，环氧树脂的固化反应过程为放热反应，一旦出现缠绕层厚度过大，就会导致固化反应中缠绕层开裂发生，反之则会对其加工制造的工作效率产生影响，针对这种情况，结合复合绝缘子制造的树脂配方以及固化工艺情况，将大直径芯棒的纤维缠绕及固化工艺流程分为三次进行，对每次的缠绕厚度及角度进行合理确定，以确保产品制造质量和效果。
2.3 硅橡胶一次整体真空注射成型工艺
±800kV直流支柱复合绝缘子制造中，硅橡胶一次整体真空注射成型工艺作为一种较为成熟的工艺，其关键技术包含整体真空注射模具的设计以及注射两个部分。其中，硅橡胶整体真空注射模具设计中，根据±800kV直流支柱复合绝缘子制造的技术要求，其注射模具设计结果如下图2所示。
图2 ±800kV直流支柱复合绝缘子注射模具及其镶块排列示意图
上图所示的硅橡胶整体真空注射模具为实心支柱复合绝缘子模具，它与空心绝缘子注射工艺相比最大差别在注射过程中没有芯模，因此需要进行特殊的起模工装设计，以确保±800kV直流支柱复合绝缘子硅橡胶一次整体真空注射工艺顺利完成。
由于股橡胶一次整体真空注射工艺中，复合绝缘子的图样以及有关制造标准对硅橡胶空心注射模具的纵向位置、环境厚度均匀性等都有明确要求，同时，在实心复合绝缘子注射模具中，硅橡胶注射中对棒体的保护及其密封结构处理、起模方式等，都需要在模具设计中进行考虑并有效处理，因此，为确保绝缘子制造的简单、容易操作等，对实心绝缘子注射模具下的起模工装设计，需要集合环纵向定位以及棒体保护、密封、起模等问题进行综合设计，同时对绝缘子外部硅橡胶伞套和棒体之间有效粘结界面处理，以合理偶联剂选择并进行先关工艺参数的合理确定，确保其加工制造的工艺质量和效果。
3、结束语
总之，对±800kV直流支柱复合绝缘子制造技术研究，有利于对其制造工艺技术要点进行全面把握，从而确保产品加工与制造质量，对其在输电运行中安全保护及稳定运行性能作用充分发挥提供支持，具有十分积极的作用和意义。
参考文献：
[1]何海欢，朱志海，罗宇航.±800kV云广直流输电工程直流分压器支柱绝缘子雨闪事故分析[J].电工技术，2016（05）：83-85.
[2]关雪飞.复合绝缘子在变电站中的应用研究[J].电气应用，2015，34（07）：22-28.
论文作者:王强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/11
标签：绝缘子论文; 硅橡胶论文; 支柱论文; 直径论文; 工艺论文; 基础上论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第24期论文;