550 kV GΙS隔離開關用絕緣扭桿的研制

張養(yǎng)庫，史 明，楊 林，馬誠成，杜超云

（西安西電電工材料有限責任公司，西安 710082）

引言

隨著電力工業(yè)需求的不斷增長，輸配電設備正朝高可靠、低價格的方向發(fā)展，同時由于土地資源緊缺的形勢日益突出，為了減少土地征用和基建的費用，對小型化GΙS 的需求日益強烈。近年來國內經濟高速發(fā)展，電能需求缺口巨大，輸變電線路紛紛擴容升壓，550 kV～1100 kV 輸變電路線占比逐年增大，而配套的隔離開關所用的絕緣扭桿技術要求相應提高，市場需求也日益強烈；該產品多年來一直為進口絕緣拉桿生產廠家獨家壟斷，為提升我國絕緣材料的技術水平，不受制于國外企業(yè)，同時為滿足開關行業(yè)絕緣材料國產化的需求，我公司特組織研發(fā)550 kV GΙS 隔離開關用真空浸膠聚酯纖維布管絕緣扭桿。

1 試驗

1.1 真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管的制造

1.1.1 材料的選擇

雙酚A 型環(huán)氧樹脂：選用性能穩(wěn)定的美國殼牌環(huán)氧樹脂。液態(tài)酸酐：選用質量比較穩(wěn)定，浸膠工藝性好，制品外觀光澤性好的液態(tài)酸酐。聚酯纖維布：真空浸膠布管一般使用在高壓開關中做絕緣拉/扭桿，使用環(huán)境在SF6氣體中，同時該扭桿結構為槽楔受力結構，需考慮長期運行過程不掉異物粉塵，而聚酯纖維布本身材質柔軟有韌性。因此，選用聚酯纖維布料作為真空浸膠管增強材料，防SF6分解物的侵蝕，同時增強其機械性能。

1.1.2 制造工藝流程

按配方量將環(huán)氧樹脂、液態(tài)酸酐、增韌劑、偶聯(lián)劑、促進劑充分混合脫氣制成膠黏劑體系，再將聚酯纖維布料按其要求卷繞到模具中，在真空壓力下浸漬環(huán)氧酸酐膠黏劑，經高溫固化而成管狀材料。管狀材料稱為真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管，其質量的關鍵在于聚酯纖維布的浸透性要好，膠黏劑在低溫下穩(wěn)定性要好，高溫下粘度低，熱失重小，粘合強度高。

1.2 550 kV GΙS隔離開關用絕緣扭桿的研制過程

絕緣管：選用專門研制出的真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管作為絕緣材料，按圖紙要求機械加工成絕緣扭桿。扭桿整體結構：扭桿整體設計無金屬接頭，兩端為槽楔結構，通過與其他電氣連接元件配合動作，實現(xiàn)機構開合閘功能。結構簡單，同時因為去除了傳統(tǒng)花鍵金屬接頭接連，加工裝配工序較少，整體重量為原有的20%，機構動作力也相應降低。加工工藝：按圖紙要求加工一定長度和寬度的槽楔，槽楔要求邊緣光滑過渡，整體去除毛刺，同時設計專用加工驗收工裝保證兩者嵌合緊密，兩端及對稱位置加工槽同軸度和平行度滿足實際使用要求。

2 結果與討論

2.1 真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管的常規(guī)性能

作為550 kV GΙS 隔離開關用絕緣扭桿的真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管性能如表1所示。

表1 真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管的基材性能

2.2 絕緣扭桿相關試驗

絕緣扭桿最主要的功能是隔離電位，執(zhí)行變電站控制室發(fā)給機構傳遞分、合閘命令。開關設備投入電網運行后絕緣扭桿質量可靠性必須是100%，SF6開關設備投入運行后不得出現(xiàn)任何質量問題，真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管按照圖紙機加工成為550 kV GΙS隔離開關用絕緣扭桿，測試結果如表2所示。另外，根據絕緣扭桿的具體使用條件，還需完成吸紅測試、強光外觀檢驗、X射線探傷試驗等項目。

表2 550 kV GΙS 隔離開關用絕緣扭桿測試結果

3 應用情況

生產的真空浸膠環(huán)氧聚酯纖維布管36 mm×46 mm×370 mm 加工后用于西安西電開關電氣有限公司550 kV GΙS 隔離開關作絕緣扭桿，各項性能指標均達到相關要求，使用后用戶反映良好。該研制產品已成功替代了進口絕緣扭桿，2021年11月由西開電氣裝配使用在國網550 kV GΙS 相關工程13 個間隔中，合計78 支。裝機合格率100%；同類型、不同規(guī)格的絕緣扭拉桿也已批量供給其他252 kV～800 kV國網相關工程中。

4 結論

采用環(huán)氧酸酐體系、聚酯纖維布作增強材料生產的550 kV GΙS 隔離開關用絕緣扭桿各項性能達到了西安西電開關電氣有限公司的技術標準要求，滿足了西安西電開關電氣有限公司550 kV GΙS 隔離開關用絕緣扭桿的需要，該項目的裝機應用為絕緣拉/扭桿國產化打下了堅實的實踐基礎。該550 kV GΙS 隔離開關用絕緣扭桿工藝穩(wěn)定，綜合性能良好，在國內居于領先水平，填補了國內空白。同時國產拉/扭桿替代進口拉桿也為用戶降低了產品成本，具有明顯的經濟效益和社會效益。