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    媒體報道

    頭版頭條!輸變電有了“定海神針”

    來源:《科技日報》、中材高新  發布時間:2023-12-22

    媒體聚焦

    2023年12月19日

    《科技日報》頭版頭條、微信公眾號刊發新聞

    《輸變電有了“定海神針”

    ——中材電瓷棒形支柱瓷絕緣子攻關紀實》

    記者對總院所屬中材電瓷研制生產的

    特高壓輸變電用棒形支柱瓷絕緣子

    進行了深度報道

    來源:《科技日報》

     本文共計2567字符,閱讀約需要5-10分鐘

    500支深棕色的“棒子”,像接受檢閱一般整齊劃一地佇立在廠房內。這是一批即將出廠的棒形支柱瓷絕緣子(以下簡稱“棒形絕緣子”),它們將用于隴東—山東±800千伏特高壓直流輸電工程。

    工廠中的棒形絕緣子??萍既請笥浾?孫瑜 攝

    棒形絕緣子是特高壓交直流輸電工程變電站和換流站的關鍵部件。它形似半人高的瓷瓶,安裝后能承受百萬伏電壓、數噸彎曲和扭轉負荷,被稱為輸變電的“定海神針”。

    “目前我國已建成特高壓交直流輸電工程30余個,每個工程使用的棒形絕緣子超過8000支?!?2月18日,中材高新材料股份有限公司(以下簡稱“中材高新”)黨委書記、董事長李勇告訴科技日報記者,他們自主創新特高壓棒形技術、藍灰釉技術等關鍵技術,研制的棒形絕緣子已廣泛應用于海內外特高壓交直流輸電工程。

    嚴控水分消裂痕

    21世紀初,我國啟動特高壓攻關項目。2010年7月,中國電力科學研究院聯系多家下游企業,急尋能承受特高壓的棒形絕緣子。

    這一消息在中材高新電瓷事業部(現為中材江西電瓷電氣有限公司,以下簡稱“中材電瓷”)內部引發熱烈討論:干還是不干?

    當時的電瓷界,唐山電瓷、西安電瓷在市場上數一數二。中材高新2005年才進入該領域,是初出茅廬的“后輩”。

    有人質疑自身實力:“咱能比得過人家嗎?”

    有人則認為應該“迎難而上”,在大項目中錘煉技術實力。

    “當年8月的一天中午,我端著飯碗去參加了一個會?!睍r任中材高新電瓷事業部技術總監的桑建華回憶說。會議最終定調:“這個項目,接!”

    等待下一步工序的棒形絕緣子??萍既請笥浾?孫瑜 攝

    作為技術組長,桑建華帶領技術團隊開始確定棒形絕緣子全流程的工藝驗證和樣品生產,包括配方、投料制漿、噴霧造粒、等靜壓成型和產品干燥等。

    “經過30多天辛苦努力,大家信心滿滿地將第一批42個產品裝上窯車入窯燒制?!鄙=ㄈA說,11天后,為慶祝產品即將出窯,大家甚至預備好了鞭炮。然而打開窯門一看,感覺一下子掉入冰窖里,“沒想到窯內產品大量碎裂在窯車上”。

    第一窯產品都出現了“S”形裂痕,全部不合格。問題出在哪里?項目組連夜展開排查、分析、研究。

    “最終發現關鍵問題在水分?!鄙=ㄈA說,若坯件沒有達到干燥要求,棒形絕緣子燒制過程中容易因坯體水分高而導致爆裂或開裂。

    于是,技術團隊著重從工藝流程上下手,延長坯體烘干時間并檢測烘干后成品的水分含量。多次試驗后,團隊摸索制定出一項標準,將坯體入窯水分嚴格控制在0.5%以下。

    按照修正后的工藝要求,第二窯的54個產品全部合格。這批棒形絕緣子成功應用于晉東南—南陽—荊門1000千伏特高壓交流試驗示范工程。

    棒形絕緣子應用于晉東南—南陽—荊門交流1100KV工程串補平臺。圖片來源:中材高新材料股份有限公司

    調配釉色銷海外

    在市場上站穩腳跟后,中材電瓷沒有將棒形絕緣子使用范圍囿于國內電網工程。隨著歐美加快電力設備更新換代步伐,中材電瓷將目標轉向海外市場,立志“遠洋出?!?。但國際市場特別是歐美市場,對高品質、高電壓等級、高強度棒形絕緣子有特殊要求——產品必須為“藍灰釉”。

    雖然只是變了個顏色,但并不像想象的那么簡單?!皣鴥壬a的棒形絕緣子皆為深棕色釉料,要滿足藍灰釉要求,意味著需要開發全新的釉料配方及工藝流程?!敝胁碾姶牲h委書記、董事長張旭昌介紹說。

    中材電瓷將藍灰釉棒形絕緣子列為開發重點,投入約占公司當年利潤一半的資金,進行技術研發和工藝設計。

    由于藍灰釉初始熔融溫度高且黏度大,調配出適合的高溫黏度配方是技術核心?!盀榱苏{配和跟蹤驗證釉料配方的高溫黏度情況,我們24小時待命,預計試驗溫度的時間點一到,立馬趕赴窯爐觀察樣品、記錄數據?!奔夹g人員趙海洋說,有時半夜到車間,眼睛被窯內熾熱的亮光一照,都有近似失明的感覺。

    “一窯試驗產品的生產周期近兩個月,資金投入巨大,大家壓力也大?!睆埿癫貞?,試驗階段,看著一窯又一窯產品失敗,研發人員急得睡不著覺,“躺下去想的是技術問題,起來后還在想?!?/p>

    經過數輪對比分析,釉料配方最終優化并確定下來。在隨后的工藝階段,噴釉員工通過琢磨和不斷練習,調整配方與噴涂手法,順利地為棒形絕緣子穿上了光滑透亮的藍灰“新裝”。

    目前,藍灰釉棒形絕緣子占公司棒形產品營收超45%,出口全球20多個國家和地區,成功應用于巴西美麗山800千伏、英國曼徹斯特420千伏、德國法蘭克福275千伏等電力工程,蹚出一條國際化發展道路。

    18年來,依靠對科技創新的堅定信念與不懈攻關,中材電瓷棒形絕緣子從行業“小兵”成長為“單項冠軍”,成為電瓷界名副其實的“棒子王”。

    均勻燒制自防污

    市場上的出色表現,不僅靠“獨家秘方”,更靠不斷突破的高新性能。近幾年,中材電瓷陸續接到客戶詢單——能否在棒形絕緣子表面釉層添加半導體特性,提高其防污自潔及防結冰功能。

    半導體釉可使棒形絕緣子表面電阻率介于絕緣體與導體之間。在工作狀態下,半導體釉棒形絕緣子表面會產生一定泄漏電流,電流帶來熱量,即可提高棒形絕緣子防污自潔及防結冰功能。

    這項神奇功能可延長棒形絕緣子的使用壽命,減輕電網系統人工維修壓力,提高電網在嚴寒偏遠地區的覆蓋率。

    半導體釉棒形絕緣子試制品??萍既請笥浾?孫瑜 攝

    面對新挑戰,研發團隊再次下定決心“啃硬骨頭”。

    “釉面均勻是影響泄漏電流狀態的重要因素,也是研發過程中的最大技術關卡?!奔夹g人員陳震說。

    陳震打開手機相冊,指著一張張棒形絕緣子試驗品照片告訴記者:“前期試制的棒形絕緣子都似染了病,釉面多處不均,我們叫‘陰陽臉’,這些凹陷小泡就像長了牛皮癬?!?/p>

    那段時間,攻關小組每天都在開會,討論如何為棒形絕緣子“治病”。

    “研發人員對每個產品在窯內的位置、朝向、狀態都進行了詳細記錄,試圖找到‘病因’?!鄙=ㄈA還記得,為了獲取實時數據,大家輪流穿著厚厚的棉鞋踩上高溫窯車,用小刀片刮并看、聽釉面材質特性。他們搬著重達幾十公斤的棒形絕緣子屢次往返廠內外,只為看清釉面在太陽光下的均勻性。

    經過多次討論和對比研究,團隊將“藥方”鎖定在燒成驗證環節?!绊椖拷M通過氣氛調整對比數據,確定了還原焰的作用,認識到出現釉面不均的關鍵在于氣氛和壓力?!鄙=ㄈA說,重新調整燒成制度后,釉面質量問題得到了有效解決。

    “目前,第二代半導體釉棒形絕緣子已完成試制,即將正式投產?!睆埿癫嬖V記者,這是國內首次生產具備防污自潔及防結冰功能的半導體釉棒形絕緣子。檢測數據顯示,其性能同國際領先產品相當。

    “中材電瓷棒形絕緣子服務于目前世界最高電壓等級輸電工程——昌吉—古泉±1100千伏特高壓直流輸電工程等多個重大電網工程,有力支撐了國家特高壓輸變電線路建設和運行?!闭勂鹣乱徊侥繕?,李勇表示,“我們將持續加大新材料研發力度,擴大海外電力工程應用,惠及共建‘一帶一路’國家,點亮萬家燈火!”

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