550 kV GΙS隔离开关用绝缘扭杆的研制

张养库，史 明，杨 林，马诚成，杜超云

（西安西电电工材料有限责任公司，西安 710082）

引言

随着电力工业需求的不断增长，输配电设备正朝高可靠、低价格的方向发展，同时由于土地资源紧缺的形势日益突出，为了减少土地征用和基建的费用，对小型化GΙS 的需求日益强烈。近年来国内经济高速发展，电能需求缺口巨大，输变电线路纷纷扩容升压，550 kV～1100 kV 输变电路线占比逐年增大，而配套的隔离开关所用的绝缘扭杆技术要求相应提高，市场需求也日益强烈；该产品多年来一直为进口绝缘拉杆生产厂家独家垄断，为提升我国绝缘材料的技术水平，不受制于国外企业，同时为满足开关行业绝缘材料国产化的需求，我公司特组织研发550 kV GΙS 隔离开关用真空浸胶聚酯纤维布管绝缘扭杆。

1 试验

1.1 真空浸胶环氧聚酯纤维布管的制造

1.1.1 材料的选择

双酚A 型环氧树脂：选用性能稳定的美国壳牌环氧树脂。液态酸酐：选用质量比较稳定，浸胶工艺性好，制品外观光泽性好的液态酸酐。聚酯纤维布：真空浸胶布管一般使用在高压开关中做绝缘拉/扭杆，使用环境在SF6气体中，同时该扭杆结构为槽楔受力结构，需考虑长期运行过程不掉异物粉尘，而聚酯纤维布本身材质柔软有韧性。因此，选用聚酯纤维布料作为真空浸胶管增强材料，防SF6分解物的侵蚀，同时增强其机械性能。

1.1.2 制造工艺流程

按配方量将环氧树脂、液态酸酐、增韧剂、偶联剂、促进剂充分混合脱气制成胶黏剂体系，再将聚酯纤维布料按其要求卷绕到模具中，在真空压力下浸渍环氧酸酐胶黏剂，经高温固化而成管状材料。管状材料称为真空浸胶环氧聚酯纤维布管，其质量的关键在于聚酯纤维布的浸透性要好，胶黏剂在低温下稳定性要好，高温下粘度低，热失重小，粘合强度高。

1.2 550 kV GΙS隔离开关用绝缘扭杆的研制过程

绝缘管：选用专门研制出的真空浸胶环氧聚酯纤维布管作为绝缘材料，按图纸要求机械加工成绝缘扭杆。扭杆整体结构：扭杆整体设计无金属接头，两端为槽楔结构，通过与其他电气连接元件配合动作，实现机构开合闸功能。结构简单，同时因为去除了传统花键金属接头接连，加工装配工序较少，整体重量为原有的20%，机构动作力也相应降低。加工工艺：按图纸要求加工一定长度和宽度的槽楔，槽楔要求边缘光滑过渡，整体去除毛刺，同时设计专用加工验收工装保证两者嵌合紧密，两端及对称位置加工槽同轴度和平行度满足实际使用要求。

2 结果与讨论

2.1 真空浸胶环氧聚酯纤维布管的常规性能

作为550 kV GΙS 隔离开关用绝缘扭杆的真空浸胶环氧聚酯纤维布管性能如表1所示。

表1 真空浸胶环氧聚酯纤维布管的基材性能

2.2 绝缘扭杆相关试验

绝缘扭杆最主要的功能是隔离电位，执行变电站控制室发给机构传递分、合闸命令。开关设备投入电网运行后绝缘扭杆质量可靠性必须是100%，SF6开关设备投入运行后不得出现任何质量问题，真空浸胶环氧聚酯纤维布管按照图纸机加工成为550 kV GΙS隔离开关用绝缘扭杆，测试结果如表2所示。另外，根据绝缘扭杆的具体使用条件，还需完成吸红测试、强光外观检验、X射线探伤试验等项目。

表2 550 kV GΙS 隔离开关用绝缘扭杆测试结果

3 应用情况

生产的真空浸胶环氧聚酯纤维布管36 mm×46 mm×370 mm 加工后用于西安西电开关电气有限公司550 kV GΙS 隔离开关作绝缘扭杆，各项性能指标均达到相关要求，使用后用户反映良好。该研制产品已成功替代了进口绝缘扭杆，2021年11月由西开电气装配使用在国网550 kV GΙS 相关工程13 个间隔中，合计78 支。装机合格率100%；同类型、不同规格的绝缘扭拉杆也已批量供给其他252 kV～800 kV国网相关工程中。

4 结论

采用环氧酸酐体系、聚酯纤维布作增强材料生产的550 kV GΙS 隔离开关用绝缘扭杆各项性能达到了西安西电开关电气有限公司的技术标准要求，满足了西安西电开关电气有限公司550 kV GΙS 隔离开关用绝缘扭杆的需要，该项目的装机应用为绝缘拉/扭杆国产化打下了坚实的实践基础。该550 kV GΙS 隔离开关用绝缘扭杆工艺稳定，综合性能良好，在国内居于领先水平，填补了国内空白。同时国产拉/扭杆替代进口拉杆也为用户降低了产品成本，具有明显的经济效益和社会效益。