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特高压空心绝缘子的制造:机遇和挑战
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特高压空心绝缘子的制造:机遇和挑战

January 4, 2016 • Insulator / 绝缘子, 最近文章汇总

随 着 全 球 经 济 的 快 速 增 长 ,诸 如 中 国 、印 度 和 巴 西 正 在计划新的更大的特高压电网。一种趋势看起来必然 要继续,即,对用于套管、互感器和其它设备的特大型 和高强度空心绝缘子的需求在持续增加。这刺激了绝 缘子行业的很多公司进行投资,目标是在这个预期颇 具吸引力的市场中占据最有利的位置。例如,上一期的 INMR刊登了一篇特写文章,关于不久将在波兰投产的 一家新的生产工厂,专门制造用于最高输电电压等级的 高强度空心瓷绝缘子。 Photos: INMR ©
令 人 感 兴 趣 的 问 题 之 一 是 ,究 竟 是 瓷 绝 缘 子 还 是 复 合 绝缘子将更好地满足特高压苛刻的电气和机械要求。 因为两者都已经在现场中展示了获得了成功的运行性 能,选用哪一种技术多半是根据客户的喜好或特定的运 行环境(如:污染水平和地震活动等)。 从 纯 粹 的 经 济 视 角 看 来 ,多 数 特 高 压 变 电 站 的 复 合 型 护套能够保障寿命期内更低的成本。这方面的主要因 素之一是,同瓷绝缘子相比,它的采购成本更低。绝缘 子行业长期以来有一句口头禅,230 kV及其以下,硅橡 胶空心绝缘子在价格方面无法和瓷绝缘子竞争。但是, 当电压升高到 500 kV 及其以上时,它们的价格竞争优 势要高很多。此外,目前模块化的模具和功能齐全的注
射机器仅仅“注射”一次或者两次就能生产出大型复合 绝缘子,有效地减少了工厂的单件产品生产时间和单件 生产成本。对制造非常大型的瓷绝缘子而言,“达到经 济化至批量生产”似乎是不可能的。 尽 管 如 此 ,单 单 由 于 低 的 初 期 成 本 ,就 认 为 硅 橡 胶 空 心绝缘子将自然而然地在特高压变电站应用中占主导 地 位 的 看 法 或 许 是 错 的 。其 一 是 ,瓷 绝 缘 子 已 经 自 我 证明是极富弹性的材料,能够按照任何要求的尺寸和 强 度 进 行 生 产 。例 如 ,随 着 输 电 电 压 已 经 升 高 ,瓷 绝 缘子制造商不需要投资建特殊的新窑炉就能够满足 生 产 更 长 工 件 的 需 要 。多 年 来 ,分 段 胶 结 技 术 已 经 得 到 了 行 业 界 的 充 分 认 可 ,胶 结 的 环 氧 树 脂 接 头 的 强 度 通 常 极 高 ,进 行 破 坏 试 验 时 ,致 使 法 兰 的 断 裂 先 于 胶 结接头部位发生。 其二,与瓷绝缘子的正常预期运行寿命相比较,用户对 特高压线路空心硅橡胶绝缘子的有效运行寿命仍然有 疑虑。在瓷绝缘子供货商试图说服客户硅橡胶绝缘子 经济和技术方面的优势会被其更高的风险所抵消的时 候,对硅橡胶绝缘子的这种不确定有时被他们作为销 售论据来利用。 最后谈的一点,虽然复合绝缘子与瓷绝缘子有本质的 差别,但却面临的来自于其自身的生产挑战。例如,复 合 空 心 绝 缘 子 的 受 限 问 题 之 一 是 ,使 用 高 度 自 动 化 机 器和细丝缠绕工艺制造的内部FRP管子的尺寸。正如近 期2011年INMR国际会议上讨论的那样,当长度增加到 8到10米时,多数用于管子缠绕、切割和加工的现有设 备将达到极限。购买新的设备当然是一种选择,但很难 论证,因为对特高压而言,非常高的投资成本不能被大 批量的生产所补偿。 因 此 ,一 些 制 造 商 提 出 了 解 决 方 案 ,把 小 段 管 子 连 接 在一起,形成一个长管。可以采用多种方式把小段管子 连接在一起,例如,被称作嵌套式的接头,破坏试验揭 示,与用环氧树脂胶结的瓷套管一样,复合管的接头也 非常坚固,致使法兰先于接头处发生断裂。尽管如此, 这一技术将如何被特高压设备制造商接受,更重要的 是被它们的终端客户所接受,还有待考察。与瓷绝缘子 不同,硅橡胶绝缘子的运行经验还比较少。 但是,有一个事实似乎已经很清楚了,对于套管、断路 器和其它关键设备所需要的支撑和外部绝缘而言,特 高压变电站将从这两种优异的可选择技术中获益。如 果保持开放的思想,谨慎地评价每种应用条件下,使用 哪种技术能以寿命期内较低的成本提供更好的性能, 这些变电站的运营商也将从中获益。
Producing Hollow Core Insulators for UHV: Opportunity & Challenges

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