封闭式组合电器用绝缘拉杆粘接剂影响的分析

王传川 牛建鸿 王光明 关 文 史 明

1.西安西电高压开关有限责任公司 西安 710018 2.西安西电电工材料有限责任公司 西安 710077

1 分析背景

封闭式组合电器又称气体绝缘金属封闭开关设备,优点主要包括绝缘可靠性高、对环境影响小、占地面积小等。封闭式组合电器将变电站中除变压器外的一次设备都装入封闭金属容器,内充六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质,是电力系统的重要组成部分。

封闭式组合电器主要包括母线、断路器、互感器、隔离开关等子设备,是由众多子设备组合的集合体。封闭式组合电器用断路器需要切断、闭合空载电流和负荷电流,当系统发生故障时,通过继电器保护装置的作用,还需要切断过负荷电流和短路电流。如果断路器自身故障失去切断电流的能力[1-3],将造成电力设备损害,对电力系统的稳定造成威胁,甚至造成人员伤亡。

封闭式组合电器用绝缘拉杆是连接封闭式组合电器用断路器本体和操作机构的重要零件,起隔绝高压和动力传递的重要作用。绝缘拉杆作为操作机构驱动动触头运动的核心绝缘部件,一般需要承受2 000次以上的开、断疲劳操作试验。根据标准要求,绝缘拉杆寿命应达上万次。绝缘拉杆与配套金具粘接紧固的质量好坏,直接决定高压电器产品是否能够正常运行。

为提高绝缘拉杆的质量,笔者分析封闭式组合电器用绝缘拉杆粘接剂的影响[4-11]。

2 封闭式组合电器用绝缘拉杆结构

封闭式组合电器用绝缘拉杆常见的连接方式为真空浸胶环氧玻璃布绝缘管和内、外嵌件连接,通过填充环氧树脂粘接剂进行固化。绝缘拉杆结构如图1所示。

图1 绝缘拉杆结构

3 试验准备

试验主要原材料包括特定玻璃布、涤纶布、环氧树脂、固化剂、粘接剂。试验主要仪器与设备包括特定抗弯抗扭试验工装、数显式压力传感器、电热恒温鼓风烘箱、环氧树脂真空浸胶设备。

按照真空压力浸胶管标准工艺规程,生产绝缘管。将绝缘管、金属接头按图纸要求进行加工,经检验符合图纸要求后,涂敷不同的粘接剂,放置于特定固化工装上进行固化,保证绝缘拉杆满足图纸同轴度要求。

试验中采用的封闭式组合电器用绝缘拉杆连接方式如表1及图2～图4所示,采用的1号粘接剂为α粘接剂,2号粘接剂为β粘接剂。通过试验,对绝缘拉杆抗弯力矩与抗扭力矩进行对比分析。

表1 绝缘拉杆连接方式

图2 绝缘拉杆连接方式A

图3 绝缘拉杆连接方式B

图4 绝缘拉杆连接方式C

4 试验结果

4.1 连接方式A

封闭式组合电器用绝缘拉杆采用绝缘管+内嵌件连接方式,涂敷1号和2号粘接剂,按图纸要求实现与绝缘管的粘接,并按工艺要求进行固化,然后测试绝缘拉杆的抗弯力矩与抗扭力矩,如图5所示。抗弯力矩与抗扭力矩试验结果见表2。图纸要求绝缘拉杆抗弯力矩不小于1 490 N·m,抗扭力矩不小于450 N·m。

图5 试验现场

表2 连接方式A试验结果

由表2数据可知,绝缘拉杆采用连接方式A,抗弯力矩未达到图纸要求,但使用2号粘接剂后抗弯力矩提高明显;抗扭力矩均达到图纸要求,使用2号粘接剂后使抗扭力矩提高。

4.2 连接方式B

绝缘拉杆采用绝缘管+内嵌件+紧固螺钉连接方式,其余试验步骤相同,测试抗弯力矩与抗扭力矩,试验结果见表3。

由表3数据可知,绝缘拉杆采用连接方式B,抗弯力矩未达到图纸要求,但使用2号粘接剂后抗弯力矩有一定提高;抗扭力矩部分达到图纸要求,使用2号粘接剂后抗扭力矩有明显提高。

表3 连接方式B试验结果

4.3 连接方式C

绝缘拉杆采用绝缘管+内嵌件+外嵌件连接方式,其余试验步骤相同,测试抗弯力矩与抗扭力矩,试验结果见表4。

表4 连接方式C试验结果

由表4数据可知,绝缘拉杆采用连接方式C,抗弯力矩部分达到图纸要求,使用2号粘接剂后抗弯力矩有明显提高,并且符合图纸要求;抗扭力矩均达到图纸要求,使用2号粘接剂后抗扭力矩也有明显提高。由试验可见,采用连接方式C并使用2号粘接剂,可以解决绝缘拉杆抗弯力矩不佳的问题。

5 结束语

笔者对封闭式组合电器用绝缘拉杆粘接剂的影响进行了分析,使用两种粘接剂,对比三种连接方式下绝缘拉杆的抗弯和抗扭力矩,确认使用2号粘接剂可以提高绝缘拉杆的抗弯和抗扭性能。绝缘拉杆采用绝缘管+内嵌件+外嵌件的连接方式,并采用2号粘接剂,抗弯和抗扭力矩均满足图纸要求。

绝缘拉杆采用绝缘管+内嵌件+外嵌件的连接方式会增加金属接头材料的成本,但综合考量图纸要求,这一连接方式是保证质量的优先选择。