| 淺談10kVSF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)幾項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量控制 |
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由于10kVSF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜具有平安、易安裝、維修少、體積小、價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，深得廣年夜用戶的青睞。國(guó)內(nèi)采用10kV負(fù)荷開(kāi)關(guān)以來(lái)，以abb公司的 sfg開(kāi)關(guān)和施耐德公司的sm6 rm6兩年夜品牌產(chǎn)物占據(jù)了國(guó)內(nèi)年夜部門(mén)市場(chǎng)，隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商對(duì)10kVSF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)制造技術(shù)的慢慢掌握，國(guó)產(chǎn)10kVSF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的使用數(shù)目與日俱增，今朝國(guó)內(nèi)已有十幾家生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)分歧型號(hào)的sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)。 現(xiàn)將我公司近二年對(duì)10kVSF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)幾項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量控制的技術(shù)措施淺談以下，以期在生產(chǎn)SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的進(jìn)程中向兄弟單元相互學(xué)習(xí)借鑒。
1、環(huán)氧樹(shù)脂盡緣殼體 環(huán)氧樹(shù)脂由于其優(yōu)秀的機(jī)械、盡緣、耐老化及制造工藝性能，已成為現(xiàn)今制造優(yōu)質(zhì)盡緣件的首選，而壓力凝膠工藝由于充實(shí)闡揚(yáng)了環(huán)氧樹(shù)脂的各項(xiàng)性能優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)今國(guó)際、國(guó)內(nèi)各類品牌SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)盡緣殼體無(wú)不由環(huán)氧樹(shù)脂采用壓力凝膠工藝制成。其工藝流程以下圖：
由于開(kāi)關(guān)殼體同時(shí)承當(dāng)了盡緣、氣密、機(jī)械支持的功能，使得它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械性能及精度要求都很高，無(wú)疑對(duì)材料選用、制造工藝進(jìn)程均提出了嚴(yán)酷的要求。
1．材料選用
（1）環(huán)氧樹(shù)脂： 根蒂根基型的環(huán)氧樹(shù)脂（即年夜型樹(shù)脂廠生產(chǎn)的年產(chǎn)量數(shù)千噸的環(huán)氧樹(shù)脂）及固化劑不能直接用于生產(chǎn)盡緣件，出格是SF6開(kāi)關(guān)盡緣殼體所用的環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑更是需要經(jīng)過(guò)特殊的改性處置以提高其機(jī)械強(qiáng)度、韌性及改善其耐冷熱沖擊性能及加工工藝性能。分歧廠家的改性技術(shù)各有千秋，所以適合分歧工作重點(diǎn)的產(chǎn)物要求，而對(duì)于SF6開(kāi)關(guān)盡緣殼體由于它自己是一個(gè)支持件，在開(kāi)關(guān)分、合進(jìn)程中遭到一定的沖擊力，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的強(qiáng)度提出了較高的要求；開(kāi)關(guān)殼體里要充裝sf6 氣體并保證極低的泄漏率，就對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)嵌件的粘結(jié)性提出了較高的要求；近年來(lái)，SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)或工作中曾發(fā)生過(guò)殼體開(kāi)裂事故，經(jīng)測(cè)試，開(kāi)裂殼體所用材料的拉伸強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度其實(shí)不低，而代表材料韌性的沖擊強(qiáng)度卻較低�？梢�(jiàn)SF6開(kāi)關(guān)盡緣殼體的沖擊強(qiáng)度又是各項(xiàng)性能指標(biāo)中的重中之重。經(jīng)我們頻頻挑選，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的he2082-hh2082材料出格適合生產(chǎn)sf6開(kāi)關(guān)盡緣殼體，該系統(tǒng)玻璃化溫度實(shí)測(cè)104℃，知足某國(guó)際知名品牌要求的 100℃～110℃，而且沖擊強(qiáng)度達(dá)15kj/m2,跨越一般配方系統(tǒng)50%，具有極佳的韌性，同時(shí)由于其粘結(jié)性極佳，生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)殼體有極低的漏氣率。
（2）硅微粉： 環(huán)氧樹(shù)脂中加進(jìn)硅微粉可以提高固化物的耐熱性、硬度及尺寸穩(wěn)定性，并下降了生產(chǎn)成本。硅微粉由于礦源及生產(chǎn)工藝的分歧，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂固化物的各項(xiàng)性能均有很年夜的影響。在生產(chǎn)一般產(chǎn)物時(shí)往往把夾雜料粘度或硅微粉的可加進(jìn)量當(dāng)做衡量硅微粉質(zhì)量的主要指標(biāo)。但作為生產(chǎn)重要盡緣件的配方系統(tǒng)，把固化物高性能作為衡量硅微粉質(zhì)量的首選指標(biāo)。加進(jìn)高質(zhì)量的硅微粉加進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂后粘度較高，使得可加進(jìn)量偏低，經(jīng)分析是硅微粉中針狀顆粒含量較高造成，而這恰恰提高了環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度。
（3）染色劑： 用于環(huán)氧樹(shù)脂的染色劑無(wú)外乎有機(jī)染色劑及無(wú)機(jī)染色劑兩年夜類，有機(jī)染色劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂加固化物電氣盡緣性能無(wú)較著影響；而無(wú)機(jī)染色劑多是以氧化鐵為主的金屬氧化物，加進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂后會(huì)加年夜固化物的介電消耗，所覺(jué)得了保證產(chǎn)物的電氣盡緣性能，配方系統(tǒng)中盡量不要加進(jìn)無(wú)機(jī)染色劑。 為了保證電氣盡緣性能，電工級(jí)硅微粉的fe203含量的技術(shù)指標(biāo)要求為≤0.01%,而在配方系統(tǒng)中按環(huán)氧樹(shù)脂比加進(jìn)1.5%的氧化鐵紅色粉相當(dāng)于使硅微粉的fe203含提高至0.5%,到達(dá)根蒂根基含量50倍，可以想象對(duì)電氣盡緣性能影響的水平。
2. 嵌件預(yù)處置
為了保證環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)嵌件的優(yōu)秀粘結(jié),對(duì)嵌件優(yōu)秀的預(yù)處置也是相當(dāng)重要的。嵌件的預(yù)處置包括噴砂、清洗油污及灰塵,切確預(yù)熱至與模具溫度一致并注重不能氧化過(guò)度,以免強(qiáng)度極低的氧化銅影響環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)嵌件的粘結(jié)強(qiáng)度.并保證嵌件在周轉(zhuǎn)進(jìn)程中不能被二次污染。環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)嵌件優(yōu)秀的粘結(jié)不單保證了極低的漏氣率，同時(shí)也使得產(chǎn)物有極低的局部放電。放電量在15kv時(shí)，測(cè)得僅為5pc。
3. 后固化、定型、冷卻
環(huán)氧樹(shù)脂在常溫下的彈性模量很高，如剪切彈性模具到達(dá)4000mpa，呈剛性狀態(tài)；當(dāng)溫度跨越玻璃化溫度時(shí)，其剪切彈性模量只有40mpa，呈高彈態(tài)。在很小的外力下就能夠變形，哄騙這一特征，可以在后固化進(jìn)程中將sf6開(kāi)關(guān)盡緣殼體上下殼的對(duì)合面放在一個(gè)有一定精度的平板上進(jìn)行定型，完成后固化后，以很低的降溫速度（≤5℃/h）對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行隨爐冷卻，不單有益于保證盡緣殼體上、下殼對(duì)合面有較小的平面度誤差，而且產(chǎn)物遍地的內(nèi)應(yīng)力也很低，不至于在以后發(fā)生變形或開(kāi)裂現(xiàn)象。 經(jīng)過(guò)這樣處置并加以適當(dāng)?shù)倪x配，上、下殼之間的對(duì)合間隙≤0.25mm,這樣在上、下殼對(duì)鎖在一起時(shí)由于變形量極小，使得產(chǎn)物的變形內(nèi)應(yīng)力極小,保證了開(kāi)關(guān)的平安使用，不會(huì)發(fā)生開(kāi)裂漏氣現(xiàn)象。
2、SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)泄漏率的質(zhì)量控制
SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)漏氣率一直是各生產(chǎn)廠家和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。國(guó)外產(chǎn)物充氣壓力為0.04mpa的負(fù)荷開(kāi)關(guān)24小時(shí)密封實(shí)驗(yàn)，年泄漏率基本在 0.05%／年左右，開(kāi)關(guān)使用壽命30年。國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)充氣壓力0.045mpa，24小時(shí)密封實(shí)驗(yàn)?zāi)曷饴时攘Ω撸荚?~0.5%／年左右。
是什么緣由使國(guó)內(nèi)、國(guó)外同類產(chǎn)物的年泄漏率相差如斯懸殊？我們分析后認(rèn)為：主要緣由是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)密封圈的材料和性能比國(guó)外生產(chǎn)的性能差，針對(duì)密封圈存在的問(wèn)題我們屢次就教密封專家，更改了密封圈的型狀和材料。我們使用密封技術(shù)研究所的專利技術(shù)。將上下殼體之間和動(dòng)配合與殼體之間使用的密封圈改成“□”型密封圈，將材質(zhì)改成軟木橡膠。為了保證橡膠圈的壽命，做了100℃×24小時(shí)的耐熱空氣的老化實(shí)驗(yàn)，硬度變化為+2度。伸長(zhǎng)率變化16%，拉伸強(qiáng)度變化 15%，還做了耐25#變壓器油實(shí)驗(yàn)100℃×24小時(shí)體積變化2.8%，重量變化—1.1%，硬度變化—3度，脆性溫度—45℃。 實(shí)驗(yàn)成效證實(shí)：該密封圈的性能可以知足我們的要求。同時(shí)也把通氣閥和觀查窗所使用三元乙丙的密封圈改成了耐油性和耐凹凸溫、性能好的丁睛橡膠。而且把合模線改到了非密封概況部位，從而使密封效果年夜年夜提高。 我們采用“□”密封圈后對(duì)sf6開(kāi)關(guān)的組裝工藝進(jìn)行修改，改變螺栓緊固順序：將螺栓的鎖緊力由原來(lái)的30n/m降至22n/m，并把開(kāi)關(guān)進(jìn)行100次 “合—分”落后行密封。開(kāi)關(guān)充氣壓力為0.045mpa放到密封罐內(nèi)，24小時(shí)前后兩次測(cè)得基數(shù)值完全一樣。這講明檢漏裝備精度在10-7時(shí)不能測(cè)出數(shù)值，也就是說(shuō)泄漏率基本為零，特此將24小時(shí)前后測(cè)得增加值劃定上為零，做為我們公司檢測(cè)尺度。若是測(cè)得24小時(shí)前后有變化，則認(rèn)定此產(chǎn)物為不及格，在本次型式實(shí)驗(yàn)中測(cè)得泄漏氣體濃度的增量δc=0.03μl/l，封鎖罩容積vm=2.46m3 ； 試品體積v1=0.72 m3；開(kāi)關(guān)內(nèi)充氣體積v=0.029 m3；距離時(shí)間δt =86400s； 盡對(duì)年夜氣壓p=0.1mpa；sf6開(kāi)關(guān)充氣壓力pr=0.045mpa；f=（δc× （vm×v1）×p）/δt fy=[（f×31.5×106）/（v×（pr+p）） ×100 。經(jīng)過(guò)計(jì)較，相對(duì)年漏氣率fy=0.045%／年,實(shí)現(xiàn)了漏氣率的質(zhì)量控制。
3、回路電阻的質(zhì)量控制
國(guó)內(nèi)sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)技術(shù)條件，一般劃定主回路電阻≤65μω而國(guó)外同類產(chǎn)物≤42μω。為了縮小sf6開(kāi)關(guān)的回路電阻值，到達(dá)國(guó)外同類產(chǎn)物的水平，我們公司進(jìn)行了分析，最后認(rèn)為：影響回路電阻值存在緣由之一是消息觸頭之間的夾緊力的年夜小和一致性，在此我們做了年夜量的實(shí)驗(yàn)，肯定夾緊力為160n— 190n之間并對(duì)影響觸頭夾緊力的碟型彈簧進(jìn)行了挑選，選擇了能夠保證質(zhì)量的協(xié)作廠家。我公司在專業(yè)廠家訂做了觸頭夾緊力測(cè)試儀其丈量精度為±1n，保證了觸頭壓力的一致性；緣由之二是消息觸頭的r13球面接觸要保證在整個(gè)球面的85%以上，方可保證開(kāi)關(guān)主回路電阻值在40μω以下。以上兩個(gè)結(jié)論保證了型式實(shí)驗(yàn)壽命前后的溫升實(shí)驗(yàn)和回路電阻測(cè)試。測(cè)試成效見(jiàn)表（1），從而實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)控制回路電阻質(zhì)量尺度≤42μω，其通流溫升實(shí)驗(yàn)裕度很年夜。最高溫升值僅為劃定值的50%左右。見(jiàn)表（2）
4、電氣壽命的質(zhì)量控制
我們公司為了檢驗(yàn)fln單斷口SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的產(chǎn)物工藝質(zhì)量，特委托電力工業(yè)電力裝備及儀表質(zhì)量檢驗(yàn)中心（即中國(guó)電科院開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)站）依據(jù)gb3804— 90交流高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)gb/t11022—1999高壓開(kāi)關(guān)裝備和控制裝備尺度的配合技術(shù)要求，做了型式實(shí)驗(yàn)，成功的開(kāi)斷有功負(fù)載150次，我公司生產(chǎn)的 SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)到達(dá)了國(guó)際進(jìn)步前輩水平。
在fln負(fù)荷開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷和關(guān)合實(shí)驗(yàn)中，（依照要求進(jìn)行了方式1：“合——分”額定有功負(fù)載開(kāi)斷電流630a，100次 ；方式2：“合——分”閉環(huán)開(kāi)斷電流630a，10次；方式3：“合——分”5%額定有功負(fù)載開(kāi)斷電流31.5a，20次；方式4：“合——分”額定電流充電電流開(kāi)斷10a，20次；方式5：關(guān)合額定短路關(guān)合電流50ka峰值，2次，接地開(kāi)關(guān)關(guān)合額定短路關(guān)合電流50ka、峰值，2次）機(jī)械壽命主回路 5000次，接地2000次，轉(zhuǎn)移電流1700a，經(jīng)過(guò)上述嚴(yán)酷刻薄的型式實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明我公司sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的裝配工藝和檢驗(yàn)工藝是準(zhǔn)確可行的。
我公司在成功的型式實(shí)驗(yàn)根蒂根基上，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行領(lǐng)會(huì)剖分析，發(fā)現(xiàn)滅孤柵的材質(zhì)耐電孤高溫性能不是很理想，20ka、4s短時(shí)耐受電流事后，聚炭酸脂材料耐高溫性能不是很好，在100℃左右滅孤柵有些變形。就教有關(guān)專家對(duì)滅孤柵的原材料進(jìn)行了更新，選擇了可在250℃高溫下正常工作的高盡緣性材料聚酰胺。其它廠用我公司的負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)柜型試實(shí)驗(yàn)成效，證實(shí)聚酰胺材料年夜年夜提高了滅孤柵的性能，使sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷和關(guān)合實(shí)驗(yàn)時(shí)很是順暢的完成，且在 20ka的短時(shí)耐受電流后未發(fā)現(xiàn)任何變形。
5、SF6開(kāi)關(guān)水份含量控制 依據(jù)國(guó)家尺度gb/11022-1999，高壓開(kāi)關(guān)裝備通用技術(shù)條件5.2要求和dl/t596-1996電力裝備預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程要求。我們公司對(duì) SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)實(shí)行了微量水份控制。首先抓生產(chǎn)情況的改造工藝制度的保障，三是丈量?jī)x器的監(jiān)測(cè)。在生產(chǎn)情況的改造中建造了專供SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)生產(chǎn)線用的廠房。生產(chǎn)線做到了無(wú)塵、恒溫、恒濕的要求，其工藝及工藝紀(jì)律是制造及格產(chǎn)物的保障。我們?cè)趫?zhí)行工藝的同時(shí)，對(duì)原始工藝進(jìn)行考核。經(jīng)過(guò)量次實(shí)驗(yàn)，修改了裝配工藝和烘烤工藝。制定出開(kāi)關(guān)元件烘烤時(shí)間、烘烤溫度和開(kāi)關(guān)抽真空的真空度要求，還有干燥劑的使用其活化處置的要求。同時(shí)也制定了烘烤—裝配—抽真空—充 sf6氣體—檢測(cè)各環(huán)節(jié)衍接制度。最終用國(guó)家計(jì)量院標(biāo)定好的細(xì)密露點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)試。確保了SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的水份含量合適國(guó)家尺度的要求。
綜上所述，我公司生產(chǎn)fln單斷口SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)產(chǎn)物的主要技術(shù)參數(shù)與國(guó)際同類產(chǎn)物相比其實(shí)不減色，有些指標(biāo)高于國(guó)際同類產(chǎn)物 |
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