封閉式組合電器用絕緣拉桿粘接劑影響的分析

王傳川 牛建鴻 王光明 關(guān) 文 史 明

1.西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司 西安 710018 2.西安西電電工材料有限責(zé)任公司 西安 710077

1 分析背景

封閉式組合電器又稱氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備,優(yōu)點(diǎn)主要包括絕緣可靠性高、對環(huán)境影響小、占地面積小等。封閉式組合電器將變電站中除變壓器外的一次設(shè)備都裝入封閉金屬容器,內(nèi)充六氟化硫氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì),是電力系統(tǒng)的重要組成部分。

封閉式組合電器主要包括母線、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等子設(shè)備,是由眾多子設(shè)備組合的集合體。封閉式組合電器用斷路器需要切斷、閉合空載電流和負(fù)荷電流,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),通過繼電器保護(hù)裝置的作用,還需要切斷過負(fù)荷電流和短路電流。如果斷路器自身故障失去切斷電流的能力[1-3],將造成電力設(shè)備損害,對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定造成威脅,甚至造成人員傷亡。

封閉式組合電器用絕緣拉桿是連接封閉式組合電器用斷路器本體和操作機(jī)構(gòu)的重要零件,起隔絕高壓和動(dòng)力傳遞的重要作用。絕緣拉桿作為操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)的核心絕緣部件,一般需要承受2 000次以上的開、斷疲勞操作試驗(yàn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,絕緣拉桿壽命應(yīng)達(dá)上萬次。絕緣拉桿與配套金具粘接緊固的質(zhì)量好壞,直接決定高壓電器產(chǎn)品是否能夠正常運(yùn)行。

為提高絕緣拉桿的質(zhì)量,筆者分析封閉式組合電器用絕緣拉桿粘接劑的影響[4-11]。

2 封閉式組合電器用絕緣拉桿結(jié)構(gòu)

封閉式組合電器用絕緣拉桿常見的連接方式為真空浸膠環(huán)氧玻璃布絕緣管和內(nèi)、外嵌件連接,通過填充環(huán)氧樹脂粘接劑進(jìn)行固化。絕緣拉桿結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 絕緣拉桿結(jié)構(gòu)

3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)主要原材料包括特定玻璃布、滌綸布、環(huán)氧樹脂、固化劑、粘接劑。試驗(yàn)主要儀器與設(shè)備包括特定抗彎抗扭試驗(yàn)工裝、數(shù)顯式壓力傳感器、電熱恒溫鼓風(fēng)烘箱、環(huán)氧樹脂真空浸膠設(shè)備。

按照真空壓力浸膠管標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程,生產(chǎn)絕緣管。將絕緣管、金屬接頭按圖紙要求進(jìn)行加工,經(jīng)檢驗(yàn)符合圖紙要求后,涂敷不同的粘接劑,放置于特定固化工裝上進(jìn)行固化,保證絕緣拉桿滿足圖紙同軸度要求。

試驗(yàn)中采用的封閉式組合電器用絕緣拉桿連接方式如表1及圖2～圖4所示,采用的1號粘接劑為α粘接劑,2號粘接劑為β粘接劑。通過試驗(yàn),對絕緣拉桿抗彎力矩與抗扭力矩進(jìn)行對比分析。

表1 絕緣拉桿連接方式

圖2 絕緣拉桿連接方式A

圖3 絕緣拉桿連接方式B

圖4 絕緣拉桿連接方式C

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 連接方式A

封閉式組合電器用絕緣拉桿采用絕緣管+內(nèi)嵌件連接方式,涂敷1號和2號粘接劑,按圖紙要求實(shí)現(xiàn)與絕緣管的粘接,并按工藝要求進(jìn)行固化,然后測試絕緣拉桿的抗彎力矩與抗扭力矩,如圖5所示。抗彎力矩與抗扭力矩試驗(yàn)結(jié)果見表2。圖紙要求絕緣拉桿抗彎力矩不小于1 490 N·m,抗扭力矩不小于450 N·m。

圖5 試驗(yàn)現(xiàn)場

表2 連接方式A試驗(yàn)結(jié)果

由表2數(shù)據(jù)可知,絕緣拉桿采用連接方式A,抗彎力矩未達(dá)到圖紙要求,但使用2號粘接劑后抗彎力矩提高明顯;抗扭力矩均達(dá)到圖紙要求,使用2號粘接劑后使抗扭力矩提高。

4.2 連接方式B

絕緣拉桿采用絕緣管+內(nèi)嵌件+緊固螺釘連接方式,其余試驗(yàn)步驟相同,測試抗彎力矩與抗扭力矩,試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3數(shù)據(jù)可知,絕緣拉桿采用連接方式B,抗彎力矩未達(dá)到圖紙要求,但使用2號粘接劑后抗彎力矩有一定提高;抗扭力矩部分達(dá)到圖紙要求,使用2號粘接劑后抗扭力矩有明顯提高。

表3 連接方式B試驗(yàn)結(jié)果

4.3 連接方式C

絕緣拉桿采用絕緣管+內(nèi)嵌件+外嵌件連接方式,其余試驗(yàn)步驟相同,測試抗彎力矩與抗扭力矩,試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 連接方式C試驗(yàn)結(jié)果

由表4數(shù)據(jù)可知,絕緣拉桿采用連接方式C,抗彎力矩部分達(dá)到圖紙要求,使用2號粘接劑后抗彎力矩有明顯提高,并且符合圖紙要求;抗扭力矩均達(dá)到圖紙要求,使用2號粘接劑后抗扭力矩也有明顯提高。由試驗(yàn)可見,采用連接方式C并使用2號粘接劑,可以解決絕緣拉桿抗彎力矩不佳的問題。

5 結(jié)束語

筆者對封閉式組合電器用絕緣拉桿粘接劑的影響進(jìn)行了分析,使用兩種粘接劑,對比三種連接方式下絕緣拉桿的抗彎和抗扭力矩,確認(rèn)使用2號粘接劑可以提高絕緣拉桿的抗彎和抗扭性能。絕緣拉桿采用絕緣管+內(nèi)嵌件+外嵌件的連接方式,并采用2號粘接劑,抗彎和抗扭力矩均滿足圖紙要求。

絕緣拉桿采用絕緣管+內(nèi)嵌件+外嵌件的連接方式會(huì)增加金屬接頭材料的成本,但綜合考量圖紙要求,這一連接方式是保證質(zhì)量的優(yōu)先選擇。