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有关绝缘子的三言两语
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有关绝缘子的三言两语

October 2, 2015 • Columns, Commentary from Professor Zhang, Insulator / 绝缘子, 最近文章汇总

提 起 绝 缘 子 ,大 家 都 认 为 很 简 单 ,不 需 要 什 么 技 术 。特 别 是 近 十 年 来 ,大 家 一 看 到 复 合 绝 缘 子 有 巨 大 的 市 场 潜 力 ,马 上 几十上百的厂家就在全国铺天盖地地出现了。 当然,这不能怪他们,因为复合绝缘子看起来 的 确 很 简 单 ,就 是 由 环 氧 玻 璃 钢 棒 、硅 橡 胶 伞裙以及两端的金属端头组成,不折不扣的三大件,除此之外别 无他物。只要想办法把硅橡胶伞裙压在芯棒(环氧玻璃钢棒的简 称)上,再想办法把两端的端头固定在芯棒上,一支绝缘子就算完 成了。但是,如果企业仅仅只是这样做是远远不够的,要想在国内 占有一席之地更是困难。因为要把绝缘子做到位确实不是一件很 容易的事。现在有一本时髦的书叫做《细节成就伟大》,但是要弄 清楚绝缘子的细节,谈何容易!根据我的体会,寻找细节不能太急 功近利,不能太急于求成,需要积累,需要沉淀,需要一番抽丝剥 茧 的 清 理 工 作 。只 有 这 样 ,才 能 深 入 到 绝 缘 子 的 本 质 ,才 能 发 现 绝缘子不是几大件的简单组合,而是有着无限需要研究的细节, 把这些细节掌握了,才能与传统的绝缘子有所不同,才能有自己的 创新和风格,才能超凡脱俗。 一般而言,要想在绝缘子领域在国内甚至在国外占据领先优势, 需要有 以下的条件: 1. 要有深厚的高电压技术和设备的专门知识。 为了设计出技术先进、经济合理而又工作可靠的绝缘子,首 先必须掌握各类绝缘材料在电场作用下的电气物理性能,特 别是它们在强电场下的击穿特性及其规律尤为重要。其次, 绝缘子的破坏决定于作用在绝缘材料上的电场强度,在满足 电气设备基本要求的前提下,应想方设法改善其绝缘结构, 使电场分布尽可能地均匀。此外,还可以改进工艺来提高绝 缘子的绝缘强度。最后还应该设计出一些好的试验方法,对 绝缘子进行预防性检查,防患于未然。要做到以上几点,必 须要有深厚的高电压技术和设备的专门知识。 2. 要对绝缘子中的电场分布具有深刻的领悟 国内外生产高压绝缘子的企业有许多,但大多数企业并没有 深刻地认识到掌握和确定高压绝缘子中的电场分布是关系到 产品优劣的极其重要的一环。由于电场在绝缘子中的分布看 不见,摸不着,要较好地掌握它,需要有较深的数学和高电压 专业的功底,同时还要有对电场计算应用软件的充分掌握和 熟练的运用,否则是体会不到其精髓的,也不可能对产品有 所创新,只能依葫芦画瓢,目前绝大多数的绝缘子厂家就是 处于这种状态。
3. 要对自然科学知识有广泛的掌握 绝缘子在运行过程中,需要有优良的电气性能和机械性能, 又由于绝缘子长期工作在户外,因此还需要有良好的耐冷热 急变的能力,需要有足够的化学稳定性。而且随着特高压电 网的发展,对绝缘子提出了更高更复杂的要求。因此粗看起 来绝缘子仿佛并不起眼,而实际上牵涉到电气、机械、工程 材料、高分子化学、固体物理等多种学科,做出绝缘子容易, 做出好的绝缘子却极难。
4. 要有丰富的实践经验 要研制开发出真正具有创新思想的绝缘子,具有丰富的实践 经验是至关重要的。因为在进行绝缘子设计时,需要掌握设 备的整体要求和它的工作条件,需要全面分析电、磁、机械、 热、老化以及其它有关方面的要求。在这当中,生产实践的经 验是很有意义的一个环节,根据我的体会,许多理论的应用, 许多创新的点子以及许多细节的改进都是在生产实践中迸发 出来的。此外,要开发出新型的绝缘子,需要掌握绝缘子各部 分承受的电压波形及其幅值,相应的力学负荷也要做到心中 有数,做到这些光靠理论分析是不够的,何况理论分析遇到 绝缘子,有理也说不清。所以最终还是要靠实验,要靠实践, 在这些工作的基础上才能合理地设计出绝缘子的结构尺寸, 才能跳出传统绝缘子的条条框框。 5. 要有领导国内外绝缘子新潮流、做国内外绝缘子领域 领头羊的雄心壮志 在电力设备中,发电机是电源建设的主角,变压器及开关设 备是输变电工程的重要设备,这些产品设备庞大,零件众多, 需要高标准的生产设备和检测设备。在这些领域,我国与先 进的国家相比还是有一定的差距,生产样机可以,规模化生 产可能就会出现问题。相比之下,绝缘子仿佛是不起眼的小 东西。但正因为它是小东西,所以结构不会非常复杂,因此不 需要像生产大型发电机和变压器那样的尖端生产设备和检 测技术。在这方面,我国的硬件水平足以与国外持平,剩下的 就是如何发挥中国人的聪明才智了,而在这方面我们绝不比 外国人差,特别是在对绝缘子中电场分布的领悟方面,我们 更要比他们高出一筹。 张德赛
INMR中文刊主编 武汉大学电气工程学院

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