武汉南瑞襄阳绝缘子攻克特高压绝缘子核心技术

来源： 时间：2021-01-08 13:37

为绿电送出筑一道安全屏障

襄阳绝缘子攻克特高压绝缘子核心技术

　　中国电力新闻网讯 通讯员 陈程 张露心 中国电力报记者 秦虹 报道 近日，备受瞩目的北京2022年冬奥会新建场馆之一的“雪如意”——国家跳台滑雪中心已基本完工，冬奥会各场馆建设工作正在紧锣密鼓地开展，这些场馆都将用上绿色清洁电能。2020年6月，世界首个柔性直流电网工程——张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程顺利投运，为备战2022年北京冬奥会供电起到重要的支撑作用。该工程新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站，其中北京站为接收端、接入首都负荷中心。南瑞集团为该站提供1500余支高抗弯大直径站用支柱复合绝缘子，配套用于换流阀，其单支高度大于5米，抗弯负荷大于50千牛。

　　截止到2020年12月底，南瑞集团研制的高抗弯大直径站用支柱复合绝缘子已在“张北柔直工程”北京换流站、“滇西北—广东±800千伏特高压直流工程”新松换流站、“渝鄂柔性直流背靠背联网工程”宜昌换流站等多个超/特高压工程上实现挂网应用，运行情况良好，有力支撑我国超/特高压工程高质量建设。该产品已于2020年10月通过中国电机工程学会鉴定，鉴定专家一致认为该绝缘子具有良好的机械强度、抗震性能，满足了国家重大工程需求，项目成果整体达到国际领先水平。

　　突破特高压绝缘子关键技术瓶颈

　　目前，电力系统采用的复合绝缘子种类越来越多，已从单一的线路复合绝缘子发展到站用复合绝缘子及各类电气设备用套管。在超/特高压变电站、换流站中，管母、换流阀、电容器、电抗器、断路器等关键核心装置与设备都需要大量使用站用支柱绝缘子作为外绝缘支撑。站用支柱绝缘子成为电力输送过程中至关重要的零部件，其抗弯抗震等机械性能、绝缘等电气性能对于减少污闪等事故发生，保障能源输送安全稳定具有重要作用。

　　国家电网有限公司在《智能变电站技术导则》中，明确提出“一次设备应具备高可靠性，外绝缘宜采用复合材料，并与运行环境相适应”。目前，252千伏及以下电压等级站用支柱复合绝缘子已得到广泛使用。

　　随着材料及制造工艺的不断提高，超/特高压800千伏以上的站用支柱复合绝缘子快速发展并推广，但也伴随出现了因芯体性能不佳导致内部缺陷、金具与护套界面密封不良、伞裙与芯棒粘接不良、运行中绝缘子缺陷无法及时发现等明显问题，行业在解决了污闪、脆断及抗震问题的同时，带来了新的安全隐患。

　　以特高压站用支柱复合绝缘子市场需求为导向，为特高压工程设备稳定运行做好坚强支撑，武汉南瑞襄阳绝缘子公司（简称“襄阳绝缘子”）自2017年加大投入科研力量，在原有252千伏及以下支柱复合绝缘子生产技术的基础上，依托近30年的复合绝缘子设计和制造技术及运行经验，突破设计、材料和制造工艺等关键技术瓶颈，研制出具有国际领先水平的特高压高抗弯大直径站用复合绝缘子。

　　据了解，特高压工程站用绝缘子的直径要远大于普通绝缘子。传统站用复合绝缘子的成型温度大于150摄氏度，在高温下其大直径芯棒极易产生应力开裂的问题。襄阳绝缘子研发新型“中温硫化硅橡胶”，使其成型温度可控制在120摄氏度左右，工艺性能得到有效保证。

　　襄阳绝缘子研发的站用绝缘子采用冷流道减压注射及大直径芯棒高可靠组合式装配技术，解决了中温胶注射过程易硫化、芯棒与伞裙粘接界面及端部密封等问题，实现注射成型成品率提升20%，拉伸破坏负荷值达到同类产品的两倍以上。提出光纤光栅传感器植入环氧玻纤芯棒的方法，实现了光纤光栅传感器与环氧玻纤芯棒整体一次拉挤成型，填补了站用支柱复合绝缘子运行中的状态在线监测国内外空白，提升电网运行安全性。

　　通过多年技术积累，过去两年襄阳绝缘子研发的直流±400千伏~±700千伏站用复合支柱绝缘子、直流±800千伏、交流500千伏~1000千伏站用复合支柱绝缘子分别在中国电科院通过型式定型试验。2020年，襄阳绝缘子顺利完成了全系列各电压等级电站支柱复合绝缘子的研制并进行了推广应用，产品运行可靠、性能稳定，为电网高质量建设提供有力保障。

　　研发团队时刻“高抗压”

　　襄阳绝缘子研发团队成员11人，涵盖了材料、机械、高电压与绝缘等专业人才，多次荣获国家及省部级奖励。为加快产品开发进度，团队迎难而上，刻苦钻研。

　　在研制“中温硫化硅橡胶”时，他们通过反复研究工艺以及材料中对硫化剂硫化性能的影响因素，经过40多次试验，最终开发出使其成型温度可控制在120摄氏度左右的胶料。查阅文献、优化工艺，改进现有设备，他们一一攻克了芯棒受热易开裂、金具与护套界面密封不良、伞裙与芯棒粘接不良等难题。

　　项目研究成果已授权发明专利1项，授权实用新型专利6项，受理发明专利两项，获得中国电科院出具±400千伏~±800千伏直流系列、500千伏~1000千伏交流系列产品定型试验报告10余份。

　　目前，襄阳绝缘子已具备各电压等级及用途的电站支柱复合绝缘子成套设计、生产和检测能力。研制的高抗弯大直径站用支柱复合绝缘子相关技术及产品还在“昆柳龙特高压多段直流示范工程”龙门站、柳北站、昆北站，“云贵互通联网工程”禄劝换流站、丹麦Kasso—Froslev400千伏输电工程等国内外多地投入运行。

　　特高压作为“新基建”七大领域之一，具有远距离、大容量、低损耗、少占地等综合优势，被形容为电力运输的“直飞航班”，对于服务我国负荷中心用电和清洁用能具有重要意义，未来将迎来新一波建设浪潮。襄阳绝缘子将全力打造高科技、高质量的好产品，让这些输电大动脉安全可靠地穿越高山河流、纵横神州，为经济社会发展提供坚强的电力保障。

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