复合相间间隔棒的研究与分析

张斌++纪福俊++朱勇飞++刘铁桥

摘 要：运用复合绝缘子整体注射成型工艺与挤包成型生产工艺相结合的方法生产相间间隔棒复合绝缘子，在满足产品结构长度、绝缘距离、爬电距离等基本条件下减少间隔棒水平安装后自身重量弯曲给输电线路导线走廊距离带来的影响。

关键词：间隔棒；优化设计；制造工艺

1 引言

复合绝缘子间隔棒应用主要是在悬式棒形复合绝缘子得到大面积推广使用后衍生开发的一种新产品，我国复合绝缘子间隔棒的研究从2000年之后进行研发，研究产品主要用于导线间的间隔使用，由于复合绝缘子间隔棒重量轻，且整体呈刚性结构，安装于线路两相导线之间，既不会给线路及铁塔造成太多负担，又靠其刚性机械支撑避免了舞动时两相导线靠近发生闪络，从根本上解决了线路舞动所引起的危害。为规范复合绝缘子间隔棒技术要求， 2007年我国颁布实施了DL/T 1058-2007 《交流架空线路用复合相间间隔棒技术条件》电力行业标准，对复合绝缘子相间间隔棒的选择、验收、包装、运输、安装等进行明确规定，使复合绝缘子相间间隔棒推广使用有章可询，走在世界领先行列[1-2]。随着复合相间间隔棒大规模推广与使用，产品在线路中也出现了一些不足。本文结合已有产品的设计、生产制造经验，对相间间隔棒的设计结构、制造工艺进行了优化。

2 复合相间间隔棒结构设计

2.1 设计方式

不同电压等级、不同地区输电线路走廊不同（即两导线间相间距离各有差异），从本公司历年来生产的35kV～500kV各电压等级复合间隔棒生产制造情况来看，相线间距离在1米至10多米不等，其排列方式有垂直排列、水平排列、三角形排列（不规则排列），大多批量运行产品间隔棒不分排列方式统一采用满伞型设计（图1）。我公司在间隔棒水平排列设计时，为了减少长距离产品自重带来的影响，在满足产品爬电距离下采用产品两端部伞裙、中间护套的设计方式（图2）[3]。

图1 整支产品满伞型设计

图2 伞裙分布在产品两端部设计

2.2 设计测试对比

以复合相间间隔棒芯棒φ24mm为例，在整支产品满伞型设计及伞裙分布在产品两端部各1m长设计两种情况下对间隔棒绝缘子较常用的3m～6m长产品进行中间自重然弯曲对比测试（产品爬距满足要求），测试结果见表1。

表1水平弯曲测试结果

根据测试情况，伞裙分布在产品两端部可消除部分产品自重而造成的偏离量，因此在满足产品近绝缘距离及爬电距离基础上对水平使用的复合相间间隔棒采用图2设计方式优于图1的设计。

3 伞裙护套生产制造工艺

3.1 各工艺复合绝缘子伞裙护套生产工艺优缺点分析

我国从20世纪70年代开始研制生产复合绝缘子至今，在复合绝缘子伞裙制造成型工艺上曾批量采用过三种生产工艺，且各生产工艺各有其优缺点。

3.1.1 伞裙粘接套装护套芯棒再真空灌胶工艺

伞裙粘接套装护套芯棒再真空灌胶工艺生产复合绝缘子存在生产工序多、界面多（芯棒与芯棒护套、芯棒护套与室温硫化胶、室温硫化胶与伞裙护套、伞裙与伞裙间室温胶粘接），工艺流程多，工作效率低，生产工艺要求条件高，故障点多，虽然产品结构可灵活多变，结构长度调整灵活，但各界面间易粘结不良而导致内绝缘击穿事故，目前该工艺已被复合绝缘子制造企业淘汰。

3.1.2 挤包护套后伞裙套装成型工艺

挤包护套后伞裙套装成型工艺是在芯棒上挤包伞裙硅橡胶，然后将单片伞裙套装在护套上采用室温胶粘接而成，该产品因其可灵活调整产品的结构高度、爬电距离和伞形结构，在国内外复合绝缘子生产上采用比较普遍，但该工艺生产的复合绝缘子伞裙需采用室温胶粘接及端部金具采用室温胶密封，其室温胶结合界面耐老化程度相对较差。

3.1.3 整体注射成型工艺

整体注射成型工艺的特点是伞裙护套成型与芯棒的粘接及端部密封在模具中一次完成，减少了界面及粘接剂的种类、数量，伞裙护套在模腔中挤压成型，具有成型伞群护套密度大、制造产品自动化程度高，具有质量一致稳定、效率高、耐老化、电气性能优异等优点，但该工艺在产品制造过程中由于成型模具限制，所制产品爬电距离不能灵活调整，往往会造成爬电距离大，材料浪费，制作成本高。

3.2 挤包护套与整体注射成型工艺相结合生产复合相间间隔棒优点

复合相间间隔棒制造生产与生产复合绝缘子有许多相通之处，同样是由金具、芯棒和伞裙护套三个基本部位组成，将生产复合绝缘子的挤包护套和整体注射成型两已取得成功运行经验的生产工艺有机结合， 按图2设计方式生产复合相间间隔棒。两工艺相结合使用优点如下：

（1）复合相间间隔棒用于两导线间，产品两端均为高压端，在产品两端采用整体注射成型工艺制造伞裙护套后，两端部金具、芯棒、护套三合一结合界面可采用高温硫化胶在注射成型伞裙护套时一次性冲填硫化成型，提高产品的端部密封性，延长产品的耐老化性能。且在高压端存在電场较高，伞裙成型为整体注射成型，伞裙护套密度大，无室温胶粘接伞裙、使产品耐老化性能强。

（2）复合相间间隔棒产品中间部位采用挤包工艺成型护套，该工艺可根据产品实际长度任意调整所需挤包长度，不需要专用注射模具，且产品中间部位无伞裙，不存在室温胶粘接伞裙，使产品耐老化程度提高。

3.3 工艺制造研究

3.3.1 工艺流程

复合相间间隔棒产品主要生产工艺流程为：

各生产工艺包括以下工序内容：

炼 胶：配料、密炼、捏合后薄通、捏合后停放、加硫、加硫后停放、返炼；

挤包护套：芯棒涂胶、挤包、硫化；

金具组装：压接模选择、压接力设置确认、压接过程声发射检测；

注射成型：芯棒及金具涂胶、芯棒预烘、注射硫化、脱模及清模。

3.3.2 制造工艺

在复合相间间隔棒制造生产流程中，炼胶、金具组装、修边可完全与悬式复合绝缘制造工艺相同，可参照执行，本文仅对挤包工艺及注射工艺不同之处进行试制研究[4-8]。

（1） 挤包工艺

芯棒挤包以型号为YVPE160-6-11K硅橡胶挤出硫化生产线配备φ24mm芯棒出口模进行，芯棒挤包相关参数置见表2

表2芯棒挤包参数设置值

（2） 注射工艺

表3产品注射参数设置值

产品注射成型设备以型号为DKM-RV500注射成型机配备φ24mm芯棒1.5米长注射成型双腔模具进行，在产品两端各注射1m长伞裙护套，相关产品注射参数设置值见表3。

4 小结

通过以上复合相间间隔棒的结构设计及生产工艺研究，运用现有成熟的复合绝缘子挤包工艺和注射工艺相结合的方法，制造出了更利于输电线路水平使用的复合相间间隔棒；减少了间隔棒水平安装后自身重量弯曲给输电线路导线走廊距离带来的影响，使输电线路运行更具保障。

参考文献

[1] 杨红军，王晓楠，吴兆峰，周穎. 复合绝缘子运行经验总结[J].电网技术.2006（12）.

[2] 王晓涵，王如伟，王茂成，张波，张勇，邹悦，朱小强，王亚飞. 220kV同塔双回双分裂导线防覆冰舞动的研究与设计[J]. 高压电器. 2011（11）.

[3] 王如伟，王晓涵，张勇，张波，王茂成，邹悦，任夕坤，姚建生，于荣峰.110-220kV可调式相间间隔棒的研制与应用[J]. 电瓷避雷器. 2012（04）.

[4] 姚喜年，陈林山. 复合绝缘子伞裙配方设计中的几个问题及解决办法[J].电瓷避雷器. 2003（03）.

[5] 刘铁桥，何发亮. 高压线路用复合绝缘子硅橡胶伞裙护套性能优化[J].电瓷避雷器. 2012（03）.

[6] 李俭，郭慧豪. 复合绝缘子压接工艺的耐温性能研究[J].河南师范大学学报（自然科学版）.2003（04）.

[7] 张倩，徐卫星，司晓闯. 复合绝缘子伞裙护套注射成型工艺研究[J]. 河南科技. 2013（10）.

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