电力绝缘子40年技术回顾与展望——制造篇

PART1盘形悬式瓷绝缘子>>

1、历史渊源

我国线路绝缘子最早是苏式n系列。20世纪60年代，第一机械工业部制定的电瓷标准规定了五个等级:X3、X-4.5、X-7、X-11、X-16。对应现在的产品等级为: XP-4 、XP-7、XP-10、XP-16、XP-21。

2、交流标准型绝缘子

1963年，国内开始自行设计和试制XP-16和XP-21产品，采用圆锥头结构、高强瓷配方。1980年，自行研制的XP-30产品进行了批量工艺验证和定型。1987年，国务院重大技术装备领导小组、国家机械工业委员会、水利电力部在京联合组织召开了加速500kV成套输变电设备国产化动员暨锦辽线设备鉴定会，国内多个企业的XP-30、XP-21等产品通过鉴定。

3、交流空气动力型及钟罩型绝缘子

1982年，为满足“晋京线”500kV超高压输变电工程的需要设计开发了XHP-21-D产品。1988年，按照国家“七五”重大技术装备科技攻关要求，研制开发了XWP2-160、XWP -210产品。2001年~2003年，相继研发了XSP-160、XSP-210、XWP-300、XSP-300产品，并在三峡送出及西北750kV输变电示范工程750kV官亭一兰州东送电工程投入使用，实现了大吨位耐污型瓷绝缘子的国产化。

4、交流大吨位绝缘子

1997年，三峡大坝截流成功，三峡左、右岸输电送出工程开始建设。国内开发了交流400kN和530kN盘形悬式瓷绝缘子，并在三峡左岸电厂-龙泉和三峡输变电工程荆州-益阳I回500kV输电线路工程首次应用。该产品的研制成功，填补了国内空白，实现了替代进口。

2006年，为满足特高压工程建设的需要，研制了XP-550、XWP-420、XSP2-420产品，并应用于1000kv晋东南一南阳一荆门特高压工程。2007年一2008年相继研制开发了更大爬距的XSP3-420、XWP1-420、XWP1-550、XSP1-550产品。

5、直流绝缘子

1985年，为了实现直流绝缘子的国产化，国内研制了DC-4型直流绝缘子。

1987年，国内企业生产的10000只XZP-160产品在葛洲坝一上海土500kv直流工程上进行试挂。1998年，国内企业生产的2000只XZP1-300产品在葛洲坝一上海:500kV直流工程上试运行。1999年一2004年，国内企业相继研发了双伞型和三伞型160kN、210kN、300kN直流盘形悬式瓷绝缘子，并广泛应用于天一广、贵一广、龙泉一政平，三一广、三一沪等直流输电工程建设，为我国直流绝缘子国产化做出了积极贡献。

2007年，国内开始研制 420kN、550kN 直流绝缘子，并于2008年应用于我国直流800kV 向家坝一上海特高压工程。

6、更高强度等级

为适应特高压工程对高机械强度等级绝缘子产品的需求，2014年一2015年，国内企业相继自主研发了交流和直流700kN、840kN盘形悬式瓷绝缘子。产品头部设计采用圆柱型结构，配方采用工业氧化铝和工业化黏土，坯件制作采用自动化成型线和修坏设备。2017年，+1100kV昌吉一古泉直流特高压工程使用了36000只840kN三金产品。

7、全系列圆柱头结构

2018年起，国内多家企业相继实现了圆柱头结构的转型。

8、数字化、智能化和自动化

2019年一2022年，国内多家企业相继开展工厂智能化改造和数字化转型工作，实现了新一代信息技术与绝缘子智能制造的深度融合。

PART2盘形悬式玻璃绝缘子>>

1、历史渊源

1958年，成功研制并大批量生产玻璃绝缘子，是建国初期反技术封锁产品之一。

1994年，国内企业率先3进国外先进玻璃绝缘子生产线。

2003年以后，多家国内玻璃绝缘子生产线先后建成投产，国内钢化玻璃绝缘子产业开始形成并逐步发展壮大。

2、高吨位交流和直流盘形玻璃绝缘子

2008年-2009年，550kN系列交流和直流盘形玻璃绝缘子先后研制成功，填补国内空白。

2011年，550kN直流玻璃绝缘子在国家电网锦屏一苏南土800千伏和南方电网糯扎渡一江门800千伏特高压直流工程应用超24万只。

2012年，550kN交流钢化玻璃绝缘子在国家电网皖电东送淮南一上海1000千伏特高压交流输电示范工程中应用7万多只。2016年，840(1000)kN钢化玻璃绝缘子研制成功。

2017年，LXZY-840型直流玻璃绝缘子在国网公司昌吉一古泉土1100kv特高压直流工程上应用2.2147万片。

3、外伞形盘形玻璃绝缘子

2016年，160kN550kN外伞形系列玻璃绝缘子研制成功，产品综合技术性能达到国际领先水平。

PART3架空线路复合绝缘子>>

1、历史渊源

上世纪80年代，国内科研院校在国家“七五”计划的支持下，开始了复合绝缘子的研制。1987年，国内企业引进复合绝缘子制造技术。1989年，首批复合绝缘子在北京、兰州、大连、抚顺等地挂网试运行。

1991年，首批交流500kV复合绝缘子在“葛双线一回”输电线路上挂网运行，填补国内空白。

1995年，±500kV直流复合绝缘子挂网“±500kV葛-上”直流工程，再次填补国内空白。

2、高速发展

1987年-2002年，复合绝缘子产品从真空淫胶工艺发展到采用整体注射成型和挤包穿伞两种工艺生产，金属附件与芯棒连接从分散外模式、整体外楔式、内外模式发展到压接工艺，均压装置从铸造工艺发展到压铸工艺，在密封上采用了国际先进的内外多重密封方式，产品技术和质录水平有了质的飞跃。

2008年，复合绝缘子在我国首条±800kV特高压直流输电工程“云南-广州”工程及首条1000kV特高压“晋东南-南阳-荆门”工程挂网应用2503支，额定机械拉伸负荷最大达到550kN。2015年，成功研制出±1100kY(160KN-1000KN) 系列特高压直流复合绝缘子，并于2018年在首条±1100KV特高压直流输电工程“昌吉一古泉”工程挂网运行4万多支。2018年，国内复合绝缘子企业参与完成的“特高压±800kV直流输电工程”项目荣获2017年度国家科技进步奖特等奖，实现了中国创造和中国引领。

3、复合相间间隔棒

我国复合相间间隔棒从2000年之后开始研发。2001年6月安装于河南省220kV同塔双回计山线共35只，使用后对比显示防舞动效果显著。2010年，河南电网110kV~500kV加大输电线路防舞动改造，复合相间间隔棒得到大量应用。

PART4支柱瓷绝缘子>>

1、历史渊源

早期采用普通瓷配方和湿法工艺，只能生产电压等级35kV以人下和弯曲强度等级低于8kN的支柱瓷绝缘子。

90年代，开始生产220kV高强瓷(AI203含量30%以上支柱绝缘子。从瑞典引进的等静压机，缸体直径和高度都比较小，只能生产500kV以下的支柱绝缘子。

2、特高压支柱瓷绝缘子

2008年，云南-广东±800kV特高压直流和晋东南-南阳-荆门1100kV特高压交流工程，对支柱绝缘子提出了较高要求，母线、隔离开关、平波电抗器等设备用支柱绝缘子，整柱高度大于10m，瓷件芯体超过中Φ280mm，瓷件最大力矩160kN.m以上为了满足这些要求，须采用等静压干法成型工艺替代传统的湿法成型工艺，主要技术进步体现在以下5个方面:

1)高强瓷配方体系。AI203含量50%以上，合理的泥浆颗粒级配，瓷质试条强度160MPa以上。

2)干法等静压成型技术。成型直径Φ800mm以上、高度2800mm以上的大型等静压机。

3)干法数控修坏技术。由早期的手工修坏升级为光电修坯和数控修坏，可更好地控制修坯精度。高刚性、高稳定性的数控干法修坯机和锋利且耐磨性好的陶瓷刀具，保证了等静压毛坏全自动伞形和主体杆径的成型。

4)全自动高速烧嘴抽屉窑烧成技术。早期窑炉采用倒焰窑和普通烧嘴，手工控制的抽屉窑，上下左右温差大，气氛控制不稳定。高速等温烧嘴和全自动温度气氛的控制技术，使粗大的支柱内外温度和气氛达到很好的成瓷条件，并消除冷却过程中的内应力，防止后期的应力释放导致开裂。

5)胶装技术。早期采用的325、425硅酸盐水泥，抗压强度64MPa;现在采用高强度的525水泥，抗压强度83.5MPa以上，通过添加硅微粉，玻璃纤维等技术可将抗压强度提高到100MPa以上。高精度且稳固的胶装机，替代了简单工装和胶装架，提高了大型支柱瓷绝缘子的平行度、同轴度等尺寸精度。

PART5支柱复合绝缘子>>

1、历史渊源

90年代末，国内才开始研制支柱复合绝缘子。

2、高速发展

2001年，国内采用挤包穿伞工艺开发了110kV站用支柱复合绝缘子并实现挂网运行。后来研发了220kV支柱复合绝缘子，芯棒直径最大为Φ130mm。

2007年，国内开始采用“实心拉挤芯棒+玻璃纤维缠绕的技术路线研制大直径实心芯棒支柱复合绝缘子。

2009年，±800kV大直径实心芯棒支柱复合绝缘子在云南-广州工程中的楚雄和穗东换流站母线支柱和平波电抗器支柱中应用，这是世界上首次在特高压使用支柱复合绝缘子。

2013年，采用多芯棒组合技术研制的±800kV大直径实心芯棒支柱复合绝缘子在哈密-郑州工程哈密站支撑电抗器中应用。

2016年，±1100kV大直径实心芯棒支柱复合绝缘子在昌吉一古泉±1100kv特高压直流工程昌吉换流站的平波电抗器和母线支柱中应用。

3、其他

2012年以来，采用其他技术路线研制的支柱复合绝缘子不断推陈出新，包括:灌注型支柱复合绝缘子、充气型空心支柱复合绝缘子等。

PART6空心瓷绝缘子>>

1、历史渊源

早期，我国空心瓷绝缘子主要生产550kV及以下电压等级的产品。

2005年，国产750kv空心瓷绝缘子作为CVT瓷套用于750千伏官亭一兰州东输变电示范工程。2010年，国产1000kv空心瓷绝缘子作为CVT瓷套用于1000千伏晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程。

550kV及以下空心瓷绝缘子

2、特高压空心瓷绝缘子

特高压空心瓷绝缘子由多元件香装而成，整体高度最高达14m，耐地震加速度最大水平达到0.5g，最大弯曲破坏强度达到1100kN.m，技术参数要求居世界最高水平。为攻克难题，我国自主研发了超高强度电瓷配方技术、大型电瓷无机粘接、二次培烧等关键核心技术，实现了特高压空心瓷绝缘子产品的国产化和批量生产。

3、高海拔地区1000kV GIS用空心瓷绝缘子

2020年-2022年，为满足川渝特高压工程建设，我国成功研制了用于海拔4000m、耐地震加速度最大水平达到0.4g、整体高度12m~14m的1000千伏GIS用空心瓷绝缘子，实现了替代进口技术参数达到世界领先水平。

PART7空心复合绝缘子>>

1、历史渊源

20世纪90年代，随若气体绝绿套管的发展，国内开始研制空心复合绝缘子，主要技术路线有液体硅橡胶注射成型、高温硅橡胶单伞粘接、高温硅橡胶挤出成型等工艺。

2、高速发展

2000年以来，国内成功研发了高温硫化硅橡胶材料配方和整体真空注射成型工艺的空心复合绝缘子。

2002年，500kVSF电流互感器用空心复合绝缘子应用于湖南娄底变电站。

2008年，30支750kV链式断路器用空心复合绝缘子在宁享贺兰山变电站投运，这是国内首次使用超高压空心复合绝缘子。

2009年，3支1000kV GIS空心复合绝缘子在晋东南一南阳一荆门1000千伏特高压交流输变电工程荆门变电站投运这是世界上首次使用特高压空心复合绝缘子。

2013年，750kV沙洲变电站的隔离开关、罐式断路器、杜式断路器、电容式电压互感器、避雷器、变压器、高压电抗器、母线支柱等所有一次设备均采用了空心复合绝缘子，实现了变电站外绝缘的全复合化。

2016年，成功研制±1100kv气体绝缘直流穿墙套管用空心复合绝缘子，攻克了超大型变径套管核心技术，填补了国际空白。

2019年，成功研制国产首支±1100kV阀侧套管用空心复合绝缘子，打破了国外技术垄断，实现高端套管重大突破。

PART8套管>>

1、历史渊源

70一80年代，成功研制了550kV油纸电容式变压器套管。

1995年，首次采用整卷工艺生产套管电容芯子，并开始生产550kV及以下油纸电容式套管。

2、高速发展

2004年一2005年，成功研制了800kV油纸电容式变压器套管。

2006年，成功研制了武汉交流特高压试验基地用1100kV油纸电容式变压器套管的研制，并于2008年得到应用。

2006年~2008年，成功研制了武汉、北京和昆明三大特高压试验室的交直流特高压电容式穿墙套管。

2013年，成功研制的±204kV/2800A胶浸纸换流变阀侧套管在800kV锦苏工程同里站运行。

2014年，成功研制的±400kV/5515A胶浸纸电容式换流变套管在±800kV溪浙工程金华换流站运行。

2018年，成功研制的±1100kV/5454A胶浸纸直流穿墙穿墙套管在±1100kV古泉换流站运行。

2020年，成功研制的±800kV阔侧套管在豫南站投运，这是国内首支工程应用的±800kV国产阀侧套管。

2021年，成功研制的±550kV阔侧套管在800kv如东工程投运，首次实现国产闽侧套管在海上风电工程上的应用。

2021年，成功研制的±800kV柔直直流穿墙套管在南网昆柳龙工程柳北站上应用1支，是首支工程应用的国产±800kV柔直穿墙套管。

2021年，成功研制的±800kV直流气体绝缘穿墙套管在陕北-湖北特高压直流工程武汉换流站应用。

2022年，±200kV、400kV阅侧套管各9支在±800kV白浙工程浙北站投运，实现了整站低端阀侧套管的国产化替代。

2023年，2支±600kV、4支±800kV阀侧套管在±800kV白浙工程金沙江站投运，首次实现高端国产阔侧套管的批量化应用。

2023年，1100kV胶浸纸变压器套管在重庆大学通过了0.4g x2抗震试验。

PART9其他>>

1、防污闪涂料

80年代，国内科研院校开展了RTV防污闪涂料的研究和应用。目前已发展至超憎水长效型涂料、高自洁性涂料、防霉防青苔型涂料、防覆冰型涂料、环保无溶剂型涂料等多种系列，并实现了工厂智能化涂装，能制造出高品质的工厂复合化绝缘子

2、增爬裙

80年代，国内科研院校开展了辅助伞裙或增爬裙的研究和应用。辅助伞裙或增爬裙的材质包括绝缘板材、塑料、热缩硅橡胶、高温硫化硅橡胶。

3、复合横担

2016年成功研制10kv复合横担。

2017年至今，不同结构型式和材质的复合横担不断出现。

4、硬质绝缘子

2017年以来，各类硬质绝缘子不断出现，包括环氧树脂、聚烯烃、聚合金硅绝缘子等品种。

5、瓷芯复合绝缘子

2003年，120kN盘形悬式瓷复合绝缘子在山东110kV蒋徒高压输电线路挂网试运行。

2009年，成功研发了一种采用玻璃芯的盘形悬式复合绝缘子。

6、工厂复合化绝缘子

2006年，首次提出工厂复合化绝缘子的概念。2015年，工厂复合化绝缘子首次在±800kV灵州一绍兴、晋北一南京、酒泉一湖南等多条直流特高压输电工程中应用。工厂复合化绝缘子还远销至意大利、美国、沙特等海外国家。

7、混合绝缘子

2022年，成功研发了在完整盘形悬式瓷绝缘子上注射成型一层高温硫化硅橡胶的混合绝缘子。