復合外套氧化鋅避雷器閥芯預組裝工藝分析

1.概述

針對國內(nèi)現(xiàn)役城鄉(xiāng)電網(wǎng)落后，嚴重影響國民經(jīng)濟發(fā)展的狀況，從今年下半年開始國家在“九五"計劃后三年投入2500億人民幣用于城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，為氧化鋅避雷器行業(yè)開辟了更為廣闊的市場，它在未來數(shù)年內(nèi)的飛速發(fā)展是可以預見的。

交流復合外套無間隙氧化鋅避雷器(以下簡稱復合外套氧化鋅避雷器)是90年代以來在國內(nèi)興起的一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品從低壓已逐漸擴展到中高電壓領(lǐng)域，國內(nèi)我廠家如西安高壓電瓷廠.西安電瓷研究所﹑撫順電瓷廠已成功地生產(chǎn)出了500kV的復合外套氧化鋅避雷器。

復合外套氧化鋅避雷器以其簡潔的結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的性能對于占領(lǐng)低壓這片廣大的市場具有很大潛力。優(yōu)選材料、穩(wěn)定工藝是其斌速發(fā)展的關(guān)鍵。而逐步實現(xiàn)機械化生產(chǎn)及流水線生產(chǎn)則是保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本的有效方法。

作為復合外套氧化鋅避雷器的主要都件—閥芯的預組裝是成品避雷器制作的至關(guān)重要的一環(huán)，閥芯的預裝成型包括除爬距.抗污穢等與外共直接相關(guān)的參數(shù)外所有成品避雷器的特性參數(shù)，對閥芯預組裝質(zhì)量的有效控制為大批量生產(chǎn)復合外套氧化鋅避雷器造就了很好的條件，選用嚴格的閥芯質(zhì)量檢測工序，是各避雷器生產(chǎn)廠家的明智舉措。

2.閥芯預組裝的質(zhì)量要求

閥芯的電器性能基本覆蓋了避雷器的主要性能，它的優(yōu)劣決定著成品避雷器質(zhì)量的好壞。

在對電阻片，端子等諸零件及材料質(zhì)量嚴格控制的情況下，預組裝工藝應滿足如下幾點主要要求:

①閥芯兩端（即兩金屬端子之同相對干其間電阻片）應具有足夠的軸向壓力（不小于0.18MPa）;

②相鄰電阻片間或電阻片與金屬端子之同盡量沒有間隙(接觸不小于85%).片間尤其不能滲入絕緣物質(zhì)。

③閥芯最好能為一體，沒有或很少有多余空間存在﹔

④閥芯對于外界應有足夠強度的密封．不得使外界潮濕空氣進到襄敷物質(zhì)與電阻片的界面之間;

⑤閥芯組臺合后盡量是一個同軸度較為理想的柱體，不應出現(xiàn)過分彎曲，傾倒現(xiàn)象。

上述要求與最終的成品避雷器質(zhì)量有直接關(guān)系，只有保待住了閥芯軸向應有的壓力（如D3片應大于1.7MPa），才能保證片問的接觸電阻小于額定值;如果片間接觸面積小于85%，則成品的局部放電量有可能超標，一旦間隙中漫人絕緣物質(zhì)v將嚴重影響其通流能力;當端千與電阻片疊成與絕緣層制成的閥芯結(jié)合緊密無間，混然一體時其彎曲，抗壓強度為最高，當其分離而有大的間隙時其弩曲.抗壓強度將顯著降低;如果電阻片與絕緣層中間的界面沒有很好的密封，因其材質(zhì)不同而熱脹冷縮不一產(chǎn)生的呼吸現(xiàn)象，易將外界潮濕空氣吸入?yún)s極難將水氣排出，這些水分子依附在界面里，會造成1rnA電壓明顯下降，漏電流大幅增加，以致使部分成品避雷器成為廢品。個別小廠家誤將該變化過程認定為“時效期”，其實就是此種原因所致﹔當各電阻片探放同軸度誤差過大時會部分減小有效接觸面.重要的是會造成包敷硅橡膠時絕緣層厚度不均，或施工中易受壓斷裂。

3目前流行的幾種閥芯預組裝方法

3.1絕緣套筒筒裝法

此法實為瓷套組裝整支避雷器的翻版.工藝成熟。目前最為流行。此法的最大優(yōu)點是工藝成熟，組裝規(guī)范。最大缺點是電阻片外徑與套筒內(nèi)徑間隙大，當壓注橡膠時，壓力不均勻便極易在A區(qū)域（如圖一所示）產(chǎn)生縱向裂紋。此外，其準備工序多，零部件多，亦需車制一定精度的內(nèi)外螺紋，其成本偏高。

3.2熱收縮塑料包封法

加工時，將內(nèi)徑大干電阻片外徑的輻射交聯(lián)聚乙烯耐高電壓熱收縮管套在端子與電阻片柱的外面，且兩端長出一定尺寸，然后對塑料管噴純凈火焰或?qū)⑵湔w放入干燥箱內(nèi)加溫。待塑料管受熱收縮后將端子與電阻片箍緊成一體，與筒裝法相比，此法零件少，操作簡便。但因其軸向壓力松弛使接觸壓力明顯不足、且端子不易固定，再者因塑料表面過分光滑與硅橡膠不易親合，故已很少有廠家采用。

3.3增強塑料注塑成型法

其方法是將端子、電阻片柱稍作處理，整體放入模具、一次注塑成型，若采用一股模具則軸向壓力無祛保證，若保證軸向壓力則模具相對復雜，其涉及的工序較多且占用大型投備，其成本較高。

3.4玻璃布帶浸膠纏封法

其方法是將端子與電阻片組合好，外面依次纏繞涂有絕緣環(huán)氧樹脂膠的玻璃布條帶，經(jīng)固化后成為一個由玻璃鋼包娶的整體閥芯。其抗壓.抗拉、彎曲強度均很出色。此法操作單一，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于批量生產(chǎn)，其發(fā)展?jié)摿艽蟆?

4.玻璃布帶漫膠纏封法現(xiàn)存問題及解決辦法

玻璃布帶浸膠纏封法(以下簡稱纏封法)是隨著復合外套避雷器出現(xiàn)面最早產(chǎn)生的方法之-。因產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，逐步被拋棄了.許多廠家又長起了成熟的簡裝法。究其原因.筆者認為，它的失敗不在于此法本身，而在于具體操作工藝上的不規(guī)范.手工操作量大.隨意性大，加工工裝不盡合理。

比如玻布帶手工涂抹膠液使膠量或多或少;布帶所加張力或大或小;纏繞間隔或?qū)捇蛘r疊放芯柱曲直不一;纏填密封槽的方法五花八門，致使端子與電阻片連接力不均勻.密封不良.再有，其固化前兩端軸向力的驟然卸壓極易使外層膠液被吸入片間形成絕緣層。這些不規(guī)范的操作是造成閥芯質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因。

解決的方法是變隨意性大的平工操作為規(guī)范化的機城加工，現(xiàn)在西安飛機工業(yè)公司下屬-廠家研制出一種專用于此法的專利設(shè)備.其主要特點是:該設(shè)備把浸膠與纏繞合二為一，使布帶的涂膠及對芯柱的纏封一次完成.并可調(diào)整膠量及涂膠與不涂膠層數(shù);使用靠模將金屬端子和電阻片疊放整齊并與機械旋轉(zhuǎn)中心相一致;保證閥芯在固化之前軸向不卸壓;并可以方便地采用有效方法將布帶邊緣一次性嵌入密封槽(如圖3所示)。

這一設(shè)備的問世，將會給纏封法的再度推廣帶來一次機會。對于復合外餐氧化鋅避雷器，尤其是35kV以下系列產(chǎn)品的批量生產(chǎn)有很大推進作用。

5結(jié)語

復合外套氧化鋅避雷器閥芯預組裝是避雷器生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序之一，對比目前流行的幾種預裝法，以纏繞法成本最低.只要選定理想設(shè)備材料﹑合理操作，就可以保證產(chǎn)品質(zhì)量井保持穩(wěn)定。

在預裝好的閥芯外表面必須涂敷相應的偶聯(lián)劑·才能保證其與硅橡膠的緊密結(jié)合。否則，將是復臺外套氧化鋅避雷器質(zhì)量惡化的又一隱患。在此不予贅述。