CN101944412B - 一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法 - Google Patents

一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法，其特征在于：同时保证材料的一致性、金相组织、硬度、尺寸的一致性、金具内孔粗糙度一致性、金具的同轴度一致性、金具的压接力一致性、芯棒的尺寸及密度一致性、配合间隙一致性。本发明通过本工艺方法的控制，能有效保证复合绝缘子机械强度，能将复合绝缘子机械破坏强度控制在较小的破坏值之内，使破坏值偏差缩小在10kN之内，复合绝缘子机械强度稳定、分散性越小就越能保证输电线路安全运行可靠性，充分体现制造企业在复合绝缘子机械强度方面的控制水平，有效满足输电线路不同吨位的需求，确保电网安全运行。

Description

一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法
技术领域
本发明主要涉及一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法，具体是确定影响复合绝缘子机械负荷各环节最佳参数值，严格从原材料及工艺过程进行控制，达到复合绝缘子机械负荷的一致性稳定，更有效地保证高压输电线路运行可靠性。
背景技术
目前市场上的复合绝缘子金具连接在制作过程中，由于每个加工阶段的工序和相邻加工工序间，难以确定最佳的结合点，使得金具在其分散性这一方面控制很不好，额定机械负荷100kN级复合绝缘子产品机械破坏负荷波动在50kN及以上，特高压交直流530kN高吨位机械破坏负荷波动在100kN及以上，分散性普遍偏高。而复合绝缘子机械负荷分散性的决定因素有金具的材质、硬度、内孔粗糙度、连接压接力、芯棒密度、配合间隙等方面造成，这其中任何一个环节控制不好，都将造成复合绝缘子机械破坏负荷波动大或达不到机械破坏负荷值的要求。
复合绝缘子在10kV及以上高压输电线路中广泛运用，目前该产品已在1000kV特高压交流及±800kV直流特高压输电线路及高速电气化铁路中大量使用。因此高压输电线路对复合绝缘子产品质量要求必须绝对保证，确保万无一失，否则高压输电线路掉线将造成严重恶性事故，会造成大面积停电及人身伤亡事故。要使产品能安全在输电线路中运行，保证复合绝缘子的机械强度更是重中之重，因此，确保复合绝缘子机械强度稳定在一定的安全裕度迫在眉睫，而至目前为止，复合绝缘子机械强度分散性控制都在50kN及以上。通过以上工艺方法控制之后，复合绝缘子机械强度分散性完全可控制在10kN之内。
发明内容
本发明的主要任务在于提供一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法，具体是一种能使复合绝缘子机械强度分散性控制在10kN的控制方法。
为了解决以上技术问题，本发明的一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法，其特征在于：同时保证材料的一致性、金相组织、硬度、尺寸的一致性、金具内孔粗糙度一致性、金具的同轴度一致性、金具的压接力一致性、芯棒的尺寸及密度一致性、配合间隙一致性。
进一步地，所述金具硬度一致性的硬度为：金具压接部位硬度控制在洛氏15～20度范围内。
进一步地，所述金具内孔粗糙度一致性的标准为：将金具的内孔加工深0.2mm、螺距1.5mm的螺纹线，并采用微机检测手段对金具的内孔进行检查，确保粗糙度符合规定要求。
进一步地，所述金具的同轴度一致的控制标准为：保证同轴度控制在0.2mm之内。
进一步地，所述配合间隙一致性的标准为将金具的内孔公差控制在0.05mm以内，芯棒与金具内孔的配合公差控制在0.08mm之内。
本发明的优点在于：通过本工艺方法的控制，能有效保证复合绝缘子机械强度，能将复合绝缘子机械破坏强度控制在较小的破坏值之内，使破坏值偏差缩小在10kN之内，复合绝缘子机械强度稳定、分散性越小就越能保证输电线路安全运行可靠性，充分体现制造企业在复合绝缘子机械强度方面的控制水平，有效满足输电线路不同吨位的需求，确保电网安全运行。
具体实施方式
本发明的一种复合绝缘子机械负荷分散性具体控制方法如下：
首先，保证材料一致：材料选用同批钢锭40Mn2材料。
第二，保证金具的金相组织一致。采用金具金相分析仪进行金相分析，确保金具材质符合要求。
第三，保证金具的硬度一致。采用硬度计对金具硬度进行检测，金具压接部位硬度控制在洛氏15～20度范围内。
第四、保证金具尺寸一致。加强对金具套体外径(压接块压接部位)及内孔(与芯棒接触部位)尺寸的控制，采用数控车床加工金具的套体外径及内孔，保证金具的套体外径及内径的加工精度。
第五、保证金具内孔粗糙度一致。为保证金具与芯棒的摩擦力，将金具的内孔加工深0.2mm、螺距1.5mm的螺纹线，并采用微机检测手段对金具的内孔进行检查，确保粗糙度符合规定要求。
第六、保证金具的同轴度一致。金具的外径与内径的同轴度是决定压接质量的重要因素之一，采用同轴度检测仪进行同轴度的测量，保证同轴度控制在0.2mm之内。
第七、保证金具的压接力一致。严格控制金具的压接压力，在经过试验后确定统一的压接力。另外，对压接力点的选择也很重要，本发明为了确保机械强度裕度，杜绝压缩量过大造成芯棒损伤，微机控制声发射检测手段监控芯棒压接受损情况，压接时既控制金具的压接压力，又控制金具的压接深度，在满足机械破坏负荷要求下避免因过压造成芯棒损伤。
第八、保证芯棒的尺寸及密度一致。芯棒采用耐酸、耐高温(ECR型)芯棒，在材料进厂后进行各项检测，确保芯棒外径及密度一致。
第九、保证金具内孔及芯棒外径的配合间隙一致。金具的内径及芯棒外径配合尺寸是确保机械强度的重要环节之一，在加工精度允许的情况下尽量缩小公差，保证芯棒的配合间隙，将金具的内孔公差控制在0.05mm以内，芯棒与金具内孔的配合公差控制在0.08mm之内。
通过控制以上九大步骤的一致性，所制得复合绝缘子机械负荷分散度保证在10kN以内，我公司使用该发明生产120kN、550kN级复合绝缘子产品经电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心检测，证实产品机械破环负荷分散较少，控制在10kN之内，具体测试如下：A、验证金属附件和伞套间界面的渗透性和验证额定机械负荷SML
a.随机地从E2试品中抽出一支，根据ISO 3450用染色法进行裂痕检查，以验证金属附件和伞套界面的渗透性。检查部位包括伞套与金属附件间全部界面所涉及的区域，也包括发球金属附件的有效延伸区。
FXBW-110/120复合绝缘子1支，编号：NO.5，其金属附件和伞套间界面的渗透性检查结果见下表。
复合绝缘子金属附件和伞套间界面的检查结果
Figure BSA00000240560600051
b.在环境温度下，对样本E1的所有绝缘子110/120复合绝缘子4支，编号：NO.1～NO.4，施加100％额定机械拉伸负荷120KN，持续1min。然后，再进行机械破坏负荷试验，结果见下表3.4。
复合绝缘子金属附件和伞套间界面的检查结果
Figure BSA00000240560600052
B、镀锌试验
绝缘子钢帽、钢脚的锌层厚度采用磁力法测量，每去钢帽、钢脚表面上均匀地各测量10点。FXBW-110/120复合绝缘子3支，编号：NO.5～NO.7，其钢帽、钢脚测量结果见下表。
复合绝缘子绝缘子钢帽、钢脚锌层厚度测量结果
Figure BSA00000240560600061
C、额定机械负荷耐受试验
FXBZ-±1000/550(530)型复合绝缘子3支，编号NO.4-NO.6。额定机械负荷耐受试验后将试品进行拉伸破坏，试验结果见下表。
额定机械负荷耐受及拉伸破坏试验结果
Figure BSA00000240560600062
D、干雷电冲击耐受电压试验
试品与试验方法
FXBZ-±1000/550(530)型复合绝缘子3支，编号NO.1-NO.3。并按标准规定进行布置和试验，每支试品耐受正极性标准雷电全波(1.2/50μs)冲击电压15次，若实测闪络次数不超过2次，则认为该项试验通过。
3支复合绝缘子的雷电全波冲击耐受电压试验结果见下表。
雷电全波(正极性)冲击耐受电压试验结果
Figure BSA00000240560600071
E、操作冲击湿耐受电压试验
FXBZ-±1000/550(530)型复合绝缘子3支，编号NO.1-NO.3。并按标准规定进行布置和试验，每支试品在人工淋雨状态下耐受正极性操作冲击电压15次。若实测闪络次数不超过2次，则认为该项试验通过。

Claims (1)

1.一种复合绝缘子机械负荷分散性的控制方法，其特征在于：同时保证材料的一致性、金具的金相组织一致性、金具硬度一致性、金具尺寸的一致性、金具内孔粗糙度一致性、金具的同轴度一致性、金具的压接力一致性、芯棒的尺寸及密度一致性、金具内孔及芯棒外径的配合间隙一致性；所述金具硬度一致性的硬度为：采用硬度计对金具硬度进行检测，金具压接部位硬度控制在洛氏15～20度范围内；所述金具内孔粗糙度一致性的标准为：为保证金具与芯棒的摩擦力，将金具的内孔加工深0.2mm、螺距1.5mm的螺纹线，并采用微机检测手段对金具的内孔进行检查，确保粗糙度符合规定要求；所述金具的同轴度一致的控制标准为：金具的外径与内径的同轴度是决定压接质量的重要因素之一，采用同轴度检测仪进行同轴度的测量，保证同轴度控制在0.2mm之内；所述配合间隙一致性的标准为将金具的内孔公差控制在0.05mm以内，芯棒与金具内孔的配合公差控制在0.08mm之内。
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