大吨位盘形悬式玻璃绝缘子制造质量提升技术.pdf

1、大吨位盘形悬式玻璃绝缘子制造质量大吨位盘形悬式玻璃绝缘子制造质量提升提升技术技术中国电力科学研究院有限公司吴光亚一、制造技术现状1.11.1 300kN300kN 及以下机械强度等级及以下机械强度等级我国过去和现在盘形悬式玻璃绝缘子的全过程合格率在95%左右，处于国际领先水平。1.21.2 420kN420kN、550kN550kN、840kN840kN 机械强度等级机械强度等级我国自 2009 年晋东南交流特高压工程和 2010 年向-上直流特高压工程大量使用 420kN、550kN 大吨位交、直流盘形悬式绝缘子，存在两个较严重的问题:（一）全过程合格率太低，仅有 40%-53%我国制造企业

2、相应吨位的交、直流盘形悬式瓷绝缘子己从早期的 62%提高到了现在的 87%，唐山 NGK 一直高达 95%以上。可见玻璃绝缘子与瓷绝缘子相比，在全过程率这一重大关键技术参数上差距大；（二）自爆率依然居高不下。1.31.3 70kN-550kN70kN-550kN 自爆率水平自爆率水平分 A、B、C 三个水平:a）A:千分之三以上；b）B:小于万分之一；c）C:万分之五、七以上。二、产生两大问题的主要原因2.12.1 玻璃玻璃绝缘件绝缘件中中存在存在杂质杂质2.1.12.1.1 杂质的危害性杂质的危害性a）开裂损坏玻璃绝缘件中存在的杂质是使玻璃绝缘件产生开裂损坏的主要因素。b）局部应力集中玻璃绝

3、缘件中存在的杂质与杂质周围玻璃的膨胀系数相差大，产生的局部应力也就越大；局部应力大大降低玻璃绝缘件的机械强度和热稳定性，甚至会使玻璃绝缘件自动破裂。c）降低运行可靠性该问题严重地威胁玻璃绝缘子运行的可靠性！2.1.22.1.2 杂质分类杂质分类根据产生的原因，将杂质分为以下几类：2.1.2.12.1.2.1 配合料配合料杂质杂质1 1）未熔化颗粒）未熔化颗粒配合料杂质是配合料中没有熔化的结晶组分颗粒。在大多数情况下，配合料杂质是石英颗粒。另外，氧化铝的颗粒也能生成玻璃体中的杂质。配合料杂质产生的原因较多，这些原因如下:（1）原料的选择和加工；（2）配合料制备工艺；（3）加料方法；（4）熔制条件

4、；（5）其他因素。如配合料中混入粗砂、混料不匀、配合料输送过程中的分料等，会促使配合料杂质的产生。2 2）原材料）原材料中中杂质杂质如硅砂中存在铬铁矿颗粒，容易形成芝麻状“黑色杂质”，这种“黑色杂质大都是深绿色的氧化铬晶体。产生这种杂质与砂子的含铬量有很大关系，必须很好地处理砂子。原材料由于管控不当导致团料、水泥块、金属块混入，也可能新颖杂质或异常着色。2.1.2.22.1.2.2 耐火材料耐火材料杂质杂质玻璃熔窑由耐火材料砌筑而成，分如下两部分:（一）是窑内包围火焰空间的窑碹和胸墙；（二）是与玻璃液相接触的池壁和池底。窑碹和胸墙，长时间在高温下，同时受到碱气体和碱飞料以及其它的挥发物作用，在

5、耐火材料的表面上形成一层釉层；由于它的流动性和表面张力的作用，逐渐形成液滴。在重力的作用下慢慢地往下流，当生成的玻璃液滴达到一定的重量和粘度时，由窑碹落下，或沿窑墙流入玻璃液中生成杂质，这种杂质即为窑碹杂质；同样在闭口坩埚中，也有这样类似的杂质产生，这种杂质常呈泪滴状。1 1）产生窑碹）产生窑碹杂质杂质的原因的原因如下如下:（1）一是由于耐火材料质量低、火焰温度太高、配合料颗粒过细和加料方法不当等所致；（2）二是由于池窑的砌筑质量不良、烤窑不恰当和燃料中含钒和硫也是产生窑碹杂质的原因；（3）三是与玻璃液相接触的耐火材料。如池壁砖，目前以锆刚玉砖为主，其化学组成主要为 ZrO2、A12O3及 S

6、iO2，分别以刚玉和单斜锆石为主要晶相；在玻璃液的作用下，Na2O、K2O 同样对它产生侵蚀，它的蚀变过程，首先是玻璃液同砖体中原来的玻璃相逐渐扩散溶解，使砖体附近的玻璃液粘度增加，形成了抗侵蚀的阻挡层；与此同时，交代反应也可产生-铝氧、霞石、骨架状单斜锆石等。如果这种晶体被玻璃液带走，则将作为杂质缺陷而存在。2 2）产生产生耐火材料耐火材料杂质杂质的主要原因的主要原因如下如下：（1）耐火材料质量低劣；（2）烧成温度不够；（3）气孔率高；（4）原料不纯；（5）颗粒度配比不当；（6）对于压力成形的耐火材料的成形压力低；（7）电熔耐火材料浇缩孔过大；（8）制造时气氛不适当以及退火不良，内应力大等；