| 淺談10kVSF6負荷開關幾項主要技術指標的質量控制 |
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由于10kVSF6負荷開關柜具有平安、易安裝、維修少、體積小、價格廉價等優點，深得廣年夜用戶的青睞。國內采用10kV負荷開關以來，以abb公司的 sfg開關和施耐德公司的sm6 rm6兩年夜品牌產物占據了國內年夜部門市場，隨著國內生產廠商對10kVSF6負荷開關制造技術的慢慢掌握，國產10kVSF6負荷開關的使用數目與日俱增，今朝國內已有十幾家生產廠商在生產分歧型號的sf6負荷開關。 現將我公司近二年對10kVSF6負荷開關幾項指標進行質量控制的技術措施淺談以下，以期在生產SF6負荷開關的進程中向兄弟單元相互學習借鑒。
1、環氧樹脂盡緣殼體 環氧樹脂由于其優秀的機械、盡緣、耐老化及制造工藝性能，已成為現今制造優質盡緣件的首選，而壓力凝膠工藝由于充實闡揚了環氧樹脂的各項性能優勢，現今國際、國內各類品牌SF6負荷開關盡緣殼體無不由環氧樹脂采用壓力凝膠工藝制成。其工藝流程以下圖：
由于開關殼體同時承當了盡緣、氣密、機械支持的功能，使得它結構復雜、機械性能及精度要求都很高，無疑對材料選用、制造工藝進程均提出了嚴酷的要求。
1．材料選用
（1）環氧樹脂： 根蒂根基型的環氧樹脂（即年夜型樹脂廠生產的年產量數千噸的環氧樹脂）及固化劑不能直接用于生產盡緣件，出格是SF6開關盡緣殼體所用的環氧樹脂及固化劑更是需要經過特殊的改性處置以提高其機械強度、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各有千秋，所以適合分歧工作重點的產物要求，而對于SF6開關盡緣殼體由于它自己是一個支持件，在開關分、合進程中遭到一定的沖擊力，對環氧樹脂的強度提出了較高的要求；開關殼體里要充裝sf6 氣體并保證極低的泄漏率，就對環氧樹脂對嵌件的粘結性提出了較高的要求；近年來，SF6負荷開關在生產或工作中曾發生過殼體開裂事故，經測試，開裂殼體所用材料的拉伸強度及抗彎強度其實不低，而代表材料韌性的沖擊強度卻較低。可見SF6開關盡緣殼體的沖擊強度又是各項性能指標中的重中之重。經我們頻頻挑選，國內生產的he2082-hh2082材料出格適合生產sf6開關盡緣殼體，該系統玻璃化溫度實測104℃，知足某國際知名品牌要求的 100℃～110℃，而且沖擊強度達15kj/m2,跨越一般配方系統50%，具有極佳的韌性，同時由于其粘結性極佳，生產的開關殼體有極低的漏氣率。
（2）硅微粉： 環氧樹脂中加進硅微粉可以提高固化物的耐熱性、硬度及尺寸穩定性，并下降了生產成本。硅微粉由于礦源及生產工藝的分歧，對環氧樹脂固化物的各項性能均有很年夜的影響。在生產一般產物時往往把夾雜料粘度或硅微粉的可加進量當做衡量硅微粉質量的主要指標。但作為生產重要盡緣件的配方系統，把固化物高性能作為衡量硅微粉質量的首選指標。加進高質量的硅微粉加進環氧樹脂后粘度較高，使得可加進量偏低，經分析是硅微粉中針狀顆粒含量較高造成，而這恰恰提高了環氧樹脂的機械強度。
（3）染色劑： 用于環氧樹脂的染色劑無外乎有機染色劑及無機染色劑兩年夜類，有機染色劑對環氧樹脂加固化物電氣盡緣性能無較著影響；而無機染色劑多是以氧化鐵為主的金屬氧化物，加進環氧樹脂后會加年夜固化物的介電消耗，所覺得了保證產物的電氣盡緣性能，配方系統中盡量不要加進無機染色劑。 為了保證電氣盡緣性能，電工級硅微粉的fe203含量的技術指標要求為≤0.01%,而在配方系統中按環氧樹脂比加進1.5%的氧化鐵紅色粉相當于使硅微粉的fe203含提高至0.5%,到達根蒂根基含量50倍，可以想象對電氣盡緣性能影響的水平。
2. 嵌件預處置
為了保證環氧樹脂對嵌件的優秀粘結,對嵌件優秀的預處置也是相當重要的。嵌件的預處置包括噴砂、清洗油污及灰塵,切確預熱至與模具溫度一致并注重不能氧化過度,以免強度極低的氧化銅影響環氧樹脂對嵌件的粘結強度.并保證嵌件在周轉進程中不能被二次污染。環氧樹脂對嵌件優秀的粘結不單保證了極低的漏氣率，同時也使得產物有極低的局部放電。放電量在15kv時，測得僅為5pc。
3. 后固化、定型、冷卻
環氧樹脂在常溫下的彈性模量很高，如剪切彈性模具到達4000mpa，呈剛性狀態；當溫度跨越玻璃化溫度時，其剪切彈性模量只有40mpa，呈高彈態。在很小的外力下就能夠變形，哄騙這一特征，可以在后固化進程中將sf6開關盡緣殼體上下殼的對合面放在一個有一定精度的平板上進行定型，完成后固化后，以很低的降溫速度（≤5℃/h）對產物進行隨爐冷卻，不單有益于保證盡緣殼體上、下殼對合面有較小的平面度誤差，而且產物遍地的內應力也很低，不至于在以后發生變形或開裂現象。 經過這樣處置并加以適當的選配，上、下殼之間的對合間隙≤0.25mm,這樣在上、下殼對鎖在一起時由于變形量極小，使得產物的變形內應力極小,保證了開關的平安使用，不會發生開裂漏氣現象。
2、SF6負荷開關泄漏率的質量控制
SF6負荷開關漏氣率一直是各生產廠家和用戶關注的焦點。國外產物充氣壓力為0.04mpa的負荷開關24小時密封實驗，年泄漏率基本在 0.05%／年左右，開關使用壽命30年。國內企業生產的sf6負荷開關充氣壓力0.045mpa，24小時密封實驗年漏氣率比力高，都在1~0.5%／年左右。
是什么緣由使國內、國外同類產物的年泄漏率相差如斯懸殊？我們分析后認為：主要緣由是國內生產密封圈的材料和性能比國外生產的性能差，針對密封圈存在的問題我們屢次就教密封專家，更改了密封圈的型狀和材料。我們使用密封技術研究所的專利技術。將上下殼體之間和動配合與殼體之間使用的密封圈改成“□”型密封圈，將材質改成軟木橡膠。為了保證橡膠圈的壽命，做了100℃×24小時的耐熱空氣的老化實驗，硬度變化為+2度。伸長率變化16%，拉伸強度變化 15%，還做了耐25#變壓器油實驗100℃×24小時體積變化2.8%，重量變化—1.1%，硬度變化—3度，脆性溫度—45℃。 實驗成效證實：該密封圈的性能可以知足我們的要求。同時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sf6開關的組裝工藝進行修改，改變螺栓緊固順序：將螺栓的鎖緊力由原來的30n/m降至22n/m，并把開關進行100次 “合—分”落后行密封。開關充氣壓力為0.045mpa放到密封罐內，24小時前后兩次測得基數值完全一樣。這講明檢漏裝備精度在10-7時不能測出數值，也就是說泄漏率基本為零，特此將24小時前后測得增加值劃定上為零，做為我們公司檢測尺度。若是測得24小時前后有變化，則認定此產物為不及格，在本次型式實驗中測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；開關內充氣體積v=0.029 m3；距離時間δt =86400s； 盡對年夜氣壓p=0.1mpa；sf6開關充氣壓力pr=0.045mpa；f=（δc× （vm×v1）×p）/δt fy=[（f×31.5×106）/（v×（pr+p）） ×100 。經過計較，相對年漏氣率fy=0.045%／年,實現了漏氣率的質量控制。
3、回路電阻的質量控制
國內sf6負荷開關技術條件，一般劃定主回路電阻≤65μω而國外同類產物≤42μω。為了縮小sf6開關的回路電阻值，到達國外同類產物的水平，我們公司進行了分析，最后認為：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驗，肯定夾緊力為160n— 190n之間并對影響觸頭夾緊力的碟型彈簧進行了挑選，選擇了能夠保證質量的協作廠家。我公司在專業廠家訂做了觸頭夾緊力測試儀其丈量精度為±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球面的85%以上，方可保證開關主回路電阻值在40μω以下。以上兩個結論保證了型式實驗壽命前后的溫升實驗和回路電阻測試。測試成效見表（1），從而實現了公司內控制回路電阻質量尺度≤42μω，其通流溫升實驗裕度很年夜。最高溫升值僅為劃定值的50%左右。見表（2）
4、電氣壽命的質量控制
我們公司為了檢驗fln單斷口SF6負荷開關的產物工藝質量，特委托電力工業電力裝備及儀表質量檢驗中心（即中國電科院開關實驗站）依據gb3804— 90交流高壓負荷開關gb/t11022—1999高壓開關裝備和控制裝備尺度的配合技術要求，做了型式實驗，成功的開斷有功負載150次，我公司生產的 SF6負荷開關主要技術參數到達了國際進步前輩水平。
在fln負荷開關的開斷和關合實驗中，（依照要求進行了方式1：“合——分”額定有功負載開斷電流630a，100次 ；方式2：“合——分”閉環開斷電流630a，10次；方式3：“合——分”5%額定有功負載開斷電流31.5a，20次；方式4：“合——分”額定電流充電電流開斷10a，20次；方式5：關合額定短路關合電流50ka峰值，2次，接地開關關合額定短路關合電流50ka、峰值，2次）機械壽命主回路 5000次，接地2000次，轉移電流1700a，經過上述嚴酷刻薄的型式實驗，說明我公司sf6負荷開關的裝配工藝和檢驗工藝是準確可行的。
我公司在成功的型式實驗根蒂根基上，對實驗產物進行領會剖分析，發現滅孤柵的材質耐電孤高溫性能不是很理想，20ka、4s短時耐受電流事后，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。就教有關專家對滅孤柵的原材料進行了更新，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荷開關開關柜型試實驗成效，證實聚酰胺材料年夜年夜提高了滅孤柵的性能，使sf6負荷開關在開斷和關合實驗時很是順暢的完成，且在 20ka的短時耐受電流后未發現任何變形。
5、SF6開關水份含量控制 依據國家尺度gb/11022-1999，高壓開關裝備通用技術條件5.2要求和dl/t596-1996電力裝備預防性實驗規程要求。我們公司對 SF6負荷開關實行了微量水份控制。首先抓生產情況的改造工藝制度的保障，三是丈量儀器的監測。在生產情況的改造中建造了專供SF6負荷開關生產線用的廠房。生產線做到了無塵、恒溫、恒濕的要求，其工藝及工藝紀律是制造及格產物的保障。我們在執行工藝的同時，對原始工藝進行考核。經過量次實驗，修改了裝配工藝和烘烤工藝。制定出開關元件烘烤時間、烘烤溫度和開關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。同時也制定了烘烤—裝配—抽真空—充 sf6氣體—檢測各環節衍接制度。最終用國家計量院標定好的細密露點儀進行測試。確保了SF6負荷開關的水份含量合適國家尺度的要求。
綜上所述，我公司生產fln單斷口SF6負荷開關產物的主要技術參數與國際同類產物相比其實不減色，有些指標高于國際同類產物 |
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