復(fù)合相間間隔棒的研究與分析

張斌++紀福俊++朱勇飛++劉鐵橋

摘 要：運用復(fù)合絕緣子整體注射成型工藝與擠包成型生產(chǎn)工藝相結(jié)合的方法生產(chǎn)相間間隔棒復(fù)合絕緣子，在滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)長度、絕緣距離、爬電距離等基本條件下減少間隔棒水平安裝后自身重量彎曲給輸電線路導(dǎo)線走廊距離帶來的影響。

關(guān)鍵詞：間隔棒；優(yōu)化設(shè)計；制造工藝

1 引言

復(fù)合絕緣子間隔棒應(yīng)用主要是在懸式棒形復(fù)合絕緣子得到大面積推廣使用后衍生開發(fā)的一種新產(chǎn)品，我國復(fù)合絕緣子間隔棒的研究從2000年之后進行研發(fā)，研究產(chǎn)品主要用于導(dǎo)線間的間隔使用，由于復(fù)合絕緣子間隔棒重量輕，且整體呈剛性結(jié)構(gòu)，安裝于線路兩相導(dǎo)線之間，既不會給線路及鐵塔造成太多負擔(dān)，又靠其剛性機械支撐避免了舞動時兩相導(dǎo)線靠近發(fā)生閃絡(luò)，從根本上解決了線路舞動所引起的危害。為規(guī)范復(fù)合絕緣子間隔棒技術(shù)要求， 2007年我國頒布實施了DL/T 1058-2007 《交流架空線路用復(fù)合相間間隔棒技術(shù)條件》電力行業(yè)標準，對復(fù)合絕緣子相間間隔棒的選擇、驗收、包裝、運輸、安裝等進行明確規(guī)定，使復(fù)合絕緣子相間間隔棒推廣使用有章可詢，走在世界領(lǐng)先行列[1-2]。隨著復(fù)合相間間隔棒大規(guī)模推廣與使用，產(chǎn)品在線路中也出現(xiàn)了一些不足。本文結(jié)合已有產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)制造經(jīng)驗，對相間間隔棒的設(shè)計結(jié)構(gòu)、制造工藝進行了優(yōu)化。

2 復(fù)合相間間隔棒結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 設(shè)計方式

不同電壓等級、不同地區(qū)輸電線路走廊不同（即兩導(dǎo)線間相間距離各有差異），從本公司歷年來生產(chǎn)的35kV～500kV各電壓等級復(fù)合間隔棒生產(chǎn)制造情況來看，相線間距離在1米至10多米不等，其排列方式有垂直排列、水平排列、三角形排列（不規(guī)則排列），大多批量運行產(chǎn)品間隔棒不分排列方式統(tǒng)一采用滿傘型設(shè)計（圖1）。我公司在間隔棒水平排列設(shè)計時，為了減少長距離產(chǎn)品自重帶來的影響，在滿足產(chǎn)品爬電距離下采用產(chǎn)品兩端部傘裙、中間護套的設(shè)計方式（圖2）[3]。

圖1 整支產(chǎn)品滿傘型設(shè)計

圖2 傘裙分布在產(chǎn)品兩端部設(shè)計

2.2 設(shè)計測試對比

以復(fù)合相間間隔棒芯棒φ24mm為例，在整支產(chǎn)品滿傘型設(shè)計及傘裙分布在產(chǎn)品兩端部各1m長設(shè)計兩種情況下對間隔棒絕緣子較常用的3m～6m長產(chǎn)品進行中間自重然彎曲對比測試（產(chǎn)品爬距滿足要求），測試結(jié)果見表1。

表1水平彎曲測試結(jié)果

根據(jù)測試情況，傘裙分布在產(chǎn)品兩端部可消除部分產(chǎn)品自重而造成的偏離量，因此在滿足產(chǎn)品近絕緣距離及爬電距離基礎(chǔ)上對水平使用的復(fù)合相間間隔棒采用圖2設(shè)計方式優(yōu)于圖1的設(shè)計。

3 傘裙護套生產(chǎn)制造工藝

3.1 各工藝復(fù)合絕緣子傘裙護套生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點分析

我國從20世紀70年代開始研制生產(chǎn)復(fù)合絕緣子至今，在復(fù)合絕緣子傘裙制造成型工藝上曾批量采用過三種生產(chǎn)工藝，且各生產(chǎn)工藝各有其優(yōu)缺點。

3.1.1 傘裙粘接套裝護套芯棒再真空灌膠工藝

傘裙粘接套裝護套芯棒再真空灌膠工藝生產(chǎn)復(fù)合絕緣子存在生產(chǎn)工序多、界面多（芯棒與芯棒護套、芯棒護套與室溫硫化膠、室溫硫化膠與傘裙護套、傘裙與傘裙間室溫膠粘接），工藝流程多，工作效率低，生產(chǎn)工藝要求條件高，故障點多，雖然產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靈活多變，結(jié)構(gòu)長度調(diào)整靈活，但各界面間易粘結(jié)不良而導(dǎo)致內(nèi)絕緣擊穿事故，目前該工藝已被復(fù)合絕緣子制造企業(yè)淘汰。

3.1.2 擠包護套后傘裙套裝成型工藝

擠包護套后傘裙套裝成型工藝是在芯棒上擠包傘裙硅橡膠，然后將單片傘裙套裝在護套上采用室溫膠粘接而成，該產(chǎn)品因其可靈活調(diào)整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)高度、爬電距離和傘形結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)外復(fù)合絕緣子生產(chǎn)上采用比較普遍，但該工藝生產(chǎn)的復(fù)合絕緣子傘裙需采用室溫膠粘接及端部金具采用室溫膠密封，其室溫膠結(jié)合界面耐老化程度相對較差。

3.1.3 整體注射成型工藝

整體注射成型工藝的特點是傘裙護套成型與芯棒的粘接及端部密封在模具中一次完成，減少了界面及粘接劑的種類、數(shù)量，傘裙護套在模腔中擠壓成型，具有成型傘群護套密度大、制造產(chǎn)品自動化程度高，具有質(zhì)量一致穩(wěn)定、效率高、耐老化、電氣性能優(yōu)異等優(yōu)點，但該工藝在產(chǎn)品制造過程中由于成型模具限制，所制產(chǎn)品爬電距離不能靈活調(diào)整，往往會造成爬電距離大，材料浪費，制作成本高。

3.2 擠包護套與整體注射成型工藝相結(jié)合生產(chǎn)復(fù)合相間間隔棒優(yōu)點

復(fù)合相間間隔棒制造生產(chǎn)與生產(chǎn)復(fù)合絕緣子有許多相通之處，同樣是由金具、芯棒和傘裙護套三個基本部位組成，將生產(chǎn)復(fù)合絕緣子的擠包護套和整體注射成型兩已取得成功運行經(jīng)驗的生產(chǎn)工藝有機結(jié)合， 按圖2設(shè)計方式生產(chǎn)復(fù)合相間間隔棒。兩工藝相結(jié)合使用優(yōu)點如下：

（1）復(fù)合相間間隔棒用于兩導(dǎo)線間，產(chǎn)品兩端均為高壓端，在產(chǎn)品兩端采用整體注射成型工藝制造傘裙護套后，兩端部金具、芯棒、護套三合一結(jié)合界面可采用高溫硫化膠在注射成型傘裙護套時一次性沖填硫化成型，提高產(chǎn)品的端部密封性，延長產(chǎn)品的耐老化性能。且在高壓端存在電場較高，傘裙成型為整體注射成型，傘裙護套密度大，無室溫膠粘接傘裙、使產(chǎn)品耐老化性能強。

（2）復(fù)合相間間隔棒產(chǎn)品中間部位采用擠包工藝成型護套，該工藝可根據(jù)產(chǎn)品實際長度任意調(diào)整所需擠包長度，不需要專用注射模具，且產(chǎn)品中間部位無傘裙，不存在室溫膠粘接傘裙，使產(chǎn)品耐老化程度提高。

3.3 工藝制造研究

3.3.1 工藝流程

復(fù)合相間間隔棒產(chǎn)品主要生產(chǎn)工藝流程為：

各生產(chǎn)工藝包括以下工序內(nèi)容：

煉 膠：配料、密煉、捏合后薄通、捏合后停放、加硫、加硫后停放、返煉；

擠包護套：芯棒涂膠、擠包、硫化；

金具組裝：壓接模選擇、壓接力設(shè)置確認、壓接過程聲發(fā)射檢測；

注射成型：芯棒及金具涂膠、芯棒預(yù)烘、注射硫化、脫模及清模。

3.3.2 制造工藝

在復(fù)合相間間隔棒制造生產(chǎn)流程中，煉膠、金具組裝、修邊可完全與懸式復(fù)合絕緣制造工藝相同，可參照執(zhí)行，本文僅對擠包工藝及注射工藝不同之處進行試制研究[4-8]。

（1） 擠包工藝

芯棒擠包以型號為YVPE160-6-11K硅橡膠擠出硫化生產(chǎn)線配備φ24mm芯棒出口模進行，芯棒擠包相關(guān)參數(shù)置見表2

表2芯棒擠包參數(shù)設(shè)置值

（2） 注射工藝

表3產(chǎn)品注射參數(shù)設(shè)置值

產(chǎn)品注射成型設(shè)備以型號為DKM-RV500注射成型機配備φ24mm芯棒1.5米長注射成型雙腔模具進行，在產(chǎn)品兩端各注射1m長傘裙護套，相關(guān)產(chǎn)品注射參數(shù)設(shè)置值見表3。

4 小結(jié)

通過以上復(fù)合相間間隔棒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)工藝研究，運用現(xiàn)有成熟的復(fù)合絕緣子擠包工藝和注射工藝相結(jié)合的方法，制造出了更利于輸電線路水平使用的復(fù)合相間間隔棒；減少了間隔棒水平安裝后自身重量彎曲給輸電線路導(dǎo)線走廊距離帶來的影響，使輸電線路運行更具保障。

參考文獻

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