復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：運用復合絕緣子整體注射成型工藝與擠包成型生產工藝相結合的方法生產相間間隔棒復合絕緣子，在滿足產品結構長度、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線走廊距離帶來的影響。

關鍵詞：間隔棒；優化設計；制造工藝

1 引言

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

2 復合相間間隔棒結構設計

2.1 設計方式

不同電壓等級、不同地區輸電線路走廊不同（即兩導線間相間距離各有差異），從本公司歷年來生產的35kV～500kV各電壓等級復合間隔棒生產制造情況來看，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（不規則排列），大多批量運行產品間隔棒不分排列方式統一采用滿傘型設計（圖1）。我公司在間隔棒水平排列設計時，為了減少長距離產品自重帶來的影響，在滿足產品爬電距離下采用產品兩端部傘裙、中間護套的設計方式（圖2）[3]。

圖1 整支產品滿傘型設計

圖2 傘裙分布在產品兩端部設計

2.2 設計測試對比

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

表1水平彎曲測試結果

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

3 傘裙護套生產制造工藝

3.1 各工藝復合絕緣子傘裙護套生產工藝優缺點分析

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

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復合絕緣子存在生產工序多、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，生產工藝要求條件高，故障點多，雖然產品結構可靈活多變，結構長度調整靈活，但各界面間易粘結不良而導致內絕緣擊穿事故，目前該工藝已被復合絕緣子制造企業淘汰。

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，該產品因其可靈活調整產品的結構高度、爬電距離和傘形結構，在國內外復合絕緣子生產上采用比較普遍，但該工藝生產的復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、制造產品自動化程度高，具有質量一致穩定、效率高、耐老化、電氣性能優異等優點，但該工藝在產品制造過程中由于成型模具限制，所制產品爬電距離不能靈活調整，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合生產復合相間間隔棒優點

復合相間間隔棒制造生產與生產復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，將生產復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驗的生產工藝有機結合， 按圖2設計方式生產復合相間間隔棒。兩工藝相結合使用優點如下：

（1）復合相間間隔棒用于兩導線間，產品兩端均為高壓端，在產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，提高產品的端部密封性，延長產品的耐老化性能。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、使產品耐老化性能強。

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

3.3 工藝制造研究

3.3.1 工藝流程

復合相間間隔棒產品主要生產工藝流程為：

各生產工藝包括以下工序內容：

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、壓接力設置確認、壓接過程聲發射檢測；

注射成型：芯棒及金具涂膠、芯棒預烘、注射硫化、脫模及清模。

3.3.2 制造工藝

在復合相間間隔棒制造生產流程中，煉膠、金具組裝、修邊可完全與懸式復合絕緣制造工藝相同，可參照執行，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線配備φ24mm芯棒出口模進行，芯棒擠包相關參數置見表2

表2芯棒擠包參數設置值

（2） 注射工藝

表3產品注射參數設置值

產品注射成型設備以型號為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，在產品兩端各注射1m長傘裙護套，相關產品注射參數設置值見表3。

4 小結

通過以上復合相間間隔棒的結構設計及生產工藝研究，運用現有成熟的復合絕緣子擠包工藝和注射工藝相結合的方法，制造出了更利于輸電線路水平使用的復合相間間隔棒；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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[2] 王曉涵，王如偉，王茂成，張波，張勇，鄒悅，朱小強，王亞飛. 220kV同塔雙回雙分裂導線防覆冰舞動的研究與設計[J]. 高壓電器. 2011（11）.

[3] 王如偉，王曉涵，張勇，張波，王茂成，鄒悅，任夕坤，姚建生，于榮峰.110-220kV可調式相間間隔棒的研制與應用[J]. 電瓷避雷器. 2012（04）.

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