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新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

March 16, 2017 • Insulator / 绝缘子

复合空心绝缘子市场的日益增长使竞争日益加剧。去年五月, TE Connectivity (TE) 世界级的绝缘子工厂在昆山落成启用。TE在2001年通过收购该项业务进入复合空心绝缘子行业并以Axicom作为新的品牌, 毗邻上海的昆山工厂标志着TE对其复合空心绝缘子业务的重新布局。 INMR前往昆山工厂拜会了密切参与这一项目的TE管理层并带领读者独家领略这一世界领先的制造工厂。

TE输电产品高级市场总监Robert Strobl强调了昆山工厂的战略重要性, 他说, “这家新工厂代表着TE能源部有史以来在这一市场的最大单笔投资。我们进行的第一次尽职调查始于2011年, 以评审在中国地区的厂址选择, 从联营体到确认全资控股生产基地, TE昆山工厂的落成标志着整个投资过程的结束。

昆山工厂单根缠绕管的长度将达到12m。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场                                              12m

昆山工厂单根缠绕管的长度将达到12m。

Dewdney: “做出改用HTV硅橡胶护套的决 定是基于当地的市场偏好和成本因素  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场 Dewdney

Dewdney: “做出改用HTV硅橡胶护套的决
定是基于当地的市场偏好和成本因素

Strobl继续解释道, 最终决定兴建如此规模先进的工厂是基于众多的市场因素, 其中最重要的因素是中国以及其他地区对于采用复合空心绝缘子替代瓷绝缘子的趋势日益增长, 尤其是在系统电压越来越高的情况下。事实上, 近期试运行的750kV变电站全部装备了复合空心绝缘子 (见INMR 2015年第三期), 这标志着中国电力行业的 分水岭。现在电网运营商可以将这一技术的寿命周期成本和运行性能与传统瓷绝缘子进行比较, 以进行最优选择。

另外Strobl介绍,TE之所以支持这么大规模投资的另一个原因是实现在整个地区关键客户附近建立生产中心的目标,特别是考虑到将远在欧洲TE工厂的大型绝缘子产品运到本地的产品交期和运费。他说,“我们需要进行本地化生产,以便更好地支持跨国OEM制造商在中国以及遍及亚洲其他地区经营他们的业务。

昆山工厂设计的HTV硅橡胶绝缘子 的爬电系数为4.2, 而瑞士沃伦工厂 生产的绝缘子的爬电系数为3.8。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

昆山工厂设计的HTV硅橡胶绝缘子
的爬电系数为4.2, 而瑞士沃伦工厂
生产的绝缘子的爬电系数为3.8。

采用悬式锯以最大化的精度切 割管材。昆山工厂生产的管材 (左图) 的厚度与本地主要竞争对 手管的厚度的比较。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

采用悬式锯以最大化的精度切
割管材。昆山工厂生产的管材
(左图) 的厚度与本地主要竞争对
手管的厚度的比较。

前任项目经理, 现任绝缘子产品线的产品经理Steve Dewdney密切参与了新工厂从计划到启动的所有工作。他解释说, 尽管新工厂在多个领域开辟了新天地, 生产技术的关键元素是基于瑞士沃伦工厂Axicom品牌使用多年的生产技术。他说, “我们昆山工厂有能力制造长度达12米的玻璃钢管而不需要任何粘接, 我们使用的是和瑞士沃伦工厂完全相同的纤维缠绕技术以及相同的生产设备。

但两个工厂之间还有一些较大的差异。

瑞士工厂生产的绝缘子护套采用液体硅橡胶 (LSR) 制成, 而昆山工厂则采用高温硫化硅橡胶 (HTV)。这一材料上的转变直接影响了生产工艺的关键要素, 包括使用的注射机类型以及诸如压力和温度的关键工艺参数, 因此意义重大。也影响了与法兰盘之间的粘接工艺。Dewdney解释道:

中国市场非常倾向于使用HTV, 因为更具成本优势, 我们最终确定选择其作为外套材料, 将有助于增强我们在当地的竞争力。

出模后带支撑芯棒的绝缘子准备脱出芯棒。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

出模后带支撑芯棒的绝缘子准备脱出芯棒。

特制的单枪注射成型机以满足工艺标准的要求。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

特制的单枪注射成型机以满足工艺标准的要求。

然而, 与中国市场的一贯做法不同, TE决定不按照大多数国内绝缘子供货商的做法即自行混合HTV硅橡胶, 而是决定从当地的欧洲化工巨头采购该种材料。Dewdney说, “我们详细评估了护套材料的问题, 并做出决定不自己混合, 而是用我们在线路高压避雷器上经过多年使用并验证的HTV配方, 这意味着我们对这种材料及其性能已经有丰富的经验。从确保各个批次产品质量稳定性, 我们也认为从这一行业的专业供应商采购硅橡胶材料被客户视为一大优势。

除了外套材料的选用, 伞裙的几何结构也是绝缘子性能的关键, Strobl介绍说, 为了降低复杂性并满足 适用性的要求, 我们决定尽可能将设计标准化。就这一点而言, 昆山工厂生产的绝缘子采用角度改进的大小伞裙交替以达到更高的爬电系数。Strobl指出, 事实上, 所有新工厂生产的绝缘子都符合IEC60815第3部分关于高污染的要求, 这么做的目的是为了保证绝缘子将持续良好地运行, 即使在中国或世界上其他条件非常苛刻的环境下均能够运行良好。

例如, Dewdney表示, 这种新型HTV绝缘子经受了人工污染测试、暴雨测试以及-60至105℃的极限温度测试。他说, “鉴于我们认为IEC61462标准设置得较低, 我们的测试远超该标准的要求。当前客户担忧的是颇具挑战性的苛刻条件, 他们要求确保所安装的绝缘子将正常运行至少40年。

法兰的粘接。用RTV材料 填充外套和法兰之间特意留下的小间隙。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场

法兰的粘接。用RTV材料
填充外套和法兰之间特意留下的小间隙。

Dewdney告诉我们, 昆山工厂生产的绝缘子通过了干净雾气5000h试验和10000h的UV老化测试, 两项测试的目标均是为了确保绝缘子的性能远高于正常的要求。Strobl补充说, 新绝缘子外套设计的另一个优点是如果运行在洁净的环境下, 可以相应缩短绝缘子的长度, 与此同时仍能保持相同的性能。

与本地竞争对手生产的绝缘子的其中一个主要区别在于, 昆山工厂生产的复合空心绝缘子的管壁厚度。Dewdney和Strobl解释说, TE的纤维缠绕技术使管壁厚度明显比国内主要厂家的管壁厚度更薄。薄壁管配小法兰使绝缘子成品的重量降低25%至30%, 而不改变其机械性能。Strobl说, “采用的薄壁管技术使我们在许多应用方面领先于竞争对

, 诸如用于地震多发区、穿墙套管以及罐式断路器。因此, 我们一直采用自己生产的管材, 从未考虑过从本地外购。这是我们的核心技术之一, 我们所掌握的这项技术使我们能够在管材设计需要更改的时候满足任何客户的需求。

同时, 在将诸如HTV硅橡胶的粘性材料模压到更薄壁管上所需的高压下, 需要保护薄壁管免受被损坏的风险。Dewdney解释说, 低压下将LSR硅橡胶模压到管材上不存在任何问题, 通过注射时采用特殊的芯棒支撑于管材内克服了这一挑战性的问题。芯棒通常比缠绕成型时采用的芯棒更短, 在模压成型时起到支撑管材的作用, 绝缘子出模后即可脱除芯棒。

新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场 Tony Ni

Tony Ni。昆山工厂和沃伦工厂
质控人员的相互交流使双方的知识得到了共享。

从样品管上取样用于监测玻璃化转变温度 (Tg) 的测试检验。  新工厂将目标对准日益增长的复合空心绝缘子市场                                                        Tg

从样品管上取样用于监测玻璃化转变温度 (Tg) 的测试检验。

Dewdney强调说, 昆山工厂的整个注射成型过程都经过了仔细的分析, 以达到尽可能全方位的优化。目前工厂车间的三台机器中, 两台是分步成型单元, 计划通过一系列连续注射口来生产较大尺寸的绝缘子。第三台设备用于一体注射成型, 生产较低电压等级、长度较短的绝缘子。

2013年, TE能源部在昆山另一个自主生产中高压电缆附件的生产基地购买并安装了这些设备。与此同时, 新工厂同期在建, 我们的产品专家团队对整个成型过程进行审核以积累经验并完善各个步骤。设备经过了特定的调试以满足所有既定的关键标准, 新工厂建成后很快投入了生产。

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