西安高压电瓷厂实习报告

PAGEPAGE7西安高压电瓷厂实习报告一、企业概况：西安西电高压电瓷有限责任公司（原西安高压电瓷厂），是“一五”期间由原苏联援建我国156项重点建设项目中的两项（高压电瓷和避雷器）合并而建的，于1953年筹建，1959年投产。2001年9月以“债转股”的方式改制为西安西电高压电瓷有限责任公司，隶属于中国西电集团，注册资金为31865万元，占地面积295143m2，2008年产值4.8亿元。1995年投资组建了西安双佳高压电瓷电器有限公司。2008年按中国西电集团产业结构调整的整体规划，将避雷器产品与电容套管产品制造业务，划转组建成立了西安西电避雷器有限责任公司与西安西电高压套管有限公司，2008年西安西电高压电瓷有限责任公司吸收合并了西安双佳高压电瓷电器有限公司。随着避雷器生产线与电容套管生产线从西瓷公司的剥离，西瓷公司的主业已从多元化发展进入到专业化（电瓷绝缘子）的发展，目前已成为我国超（特）高压输配电设备配套用电瓷绝缘子产品生产、研制的主要基地，是国内最大的电瓷绝缘子专业生产公司。西瓷公司主要产品有126kV～1100kV各类棒形支柱绝缘子产品、126kV～1100kV各类电器瓷套产品。产品品种齐全，除生产标准型产品外，还生产各种耐污型、高原型、耐震型等特殊地区用产品。产品全部采用国家标准和IEC标准，重点产品还制订了高于IEC标准的内控标准。西瓷公司拥有国内一流的电瓷生产工艺和装备，自改革开放以来，先后引进了美国贝克莱窑炉公司的等温高速喷嘴抽屉窑、瑞典IFÖ公司的等静压成型制造技术及关键制造设备，德国φ750立式练泥机，棒形、瓷套成型全面采用数控修坯机，所有窑炉均为全自动天然气窑炉。西瓷公司拥有全国最大的等静压瓷套生产线，可一次成形高2.5米，直径0.8米的整体瓷套，同时拥有技术先进的高压试验站。一流的装备保证了西瓷公司可以生产百万伏的棒形绝缘子和各类电器瓷套。

西瓷公司有严格的质量保证体系，1997年10月顺利通过了ISO9001：1994质量体系认证，2003年又通过了ISO9001质量保证体系2000版换版认证，经过多年来的不断努力，西瓷公司质量体系已日臻完善。西瓷公司作为一家拥有50年研发、生产、制造经验的大型国有企业，在电瓷绝缘子产品方面已积累了优良的资源优势、技术优势和产业优势。西瓷公司为客户提供的不仅仅是产品，更有优质的专业服务和信誉保障。多年来，西瓷公司为完成国家重点工程多次做出了重大贡献，被中华全国总工会授予“全国先进集体”称号，荣获“五一”劳动奖状。西瓷先后有20余种产品获得国家、省、市优质产品称号，公司主导产品棒形支柱绝缘子被陕西省、西安市认定为省、市名牌产品。西瓷公司先后为二滩、小浪底、秦山核电站、三峡送出工程以及国家重点示范工程青海官厅—兰州东750kV变电站、国内第一条1100kV交流输变电工程：晋东南—南阳—靳门特高压交流试验示范工程等多项国家重点输变电工程提供了众多产品，并为国内秦山、岭奥、连云港核电工程及出口巴基斯坦核电工程提供了高性能电瓷绝缘子产品，西瓷公司产品出口包括北美、欧洲在内的五大洲二十多个国家和地区。近几年，西瓷公司在各级领导和全体员工的共同努力下，加快了产品结构调整步伐，通过扩大生产规模，提高技术创新能力，深化科学管理力度，开展挖潜增效工作，使公司的生产经营各项指标都呈现了比较好的态势，产值、销售收入、利润等主要指标都有比较大的提高。为了保持企业的持续发展，西瓷公司紧密结合国家电力发展规划及国内外电力市场，制订了自身的十一五发展蓝图。十一五期间，在科技方面，将顺应国内外电网向超（特）高压交直流输电的发展趋势，加快了超（特）高压等高新技术电瓷绝缘子产品的开发力度、重点交流1100kV、直流±500kV～±800kV等高端产品的研发力度，并使交流500kV产品技术水平达到国际先进水平，±500kV～±800kV高压直流产品及交流1100kV产品达到国内领先水平。在经营方面，到十一五末，西瓷公司将通过加大技术投入与技术改造力度，最终具备各类电瓷绝缘子产品达产年总产值6亿/年的生产能力，实现利润1.0亿/年。同时西瓷公司将拥有代表当今一流水平的电瓷生产装备与生产工艺，形成具有自主知识产权超（特）高压各类电瓷绝缘子产品的制造技术与批量生产能力。同时在十一五期间，西瓷公司将继续推进企业信息化建设工程，加强以信息化带动生产自动化和智能化及各项管理工作，通过科技进步与标准化管理，努力走出了一条质量效益型与规模效益型相结合的发展道路，为我国输配电行业和电力工业的发展做出积极的贡献。今天，以责任为核心的西瓷公司文化体系已逐步形成，西瓷公司全体员工正以“制造精品、装备电力、服务社会”的神圣使命，以“以人为本、科学发展、追求卓越”核心价值观，以“创新图强、至精至诚、和谐共赢”的企业精神，朝着“拥有自主知识产权和知名品牌，永葆发展活力，成为具有国际竞争力的创新型跨国公司”这个宏伟愿景奋勇拼搏。二、高压电瓷发展进程与未来1．高压电瓷材料的发展历史1849年德国西门子公司首次使用瓷绝缘子，至今已经有150多年的历史。我国电瓷材料的生产也已经有100多年的历史，经过了长石质瓷、高石英瓷和铝质瓷（高强瓷）三个阶段。目前代表产品发展方向和具有更广阔前景的是铝质高强度电瓷。长石质电瓷材料的抗折强度为30MPa－50MPa。二十世纪六十年代初，日本人发明了高石英陶瓷，它是利用日本特有的含微细石英的陶石烧制而成，其特点是瓷质中含有大量的方石英(15％－40％)，它具有很微细而均匀的显微结构，材料的机械强度达到长石质瓷的1.5倍左右。六十年代末我国生产出高石英瓷的悬式绝缘子，但普遍存在早期严重劣化的现象。主要原因是由于工艺和配方不相适应，石英/方石英颗粒引发的微裂纹使承受负荷的绝缘子因裂纹增大而丧失强度，石英的方石英化并未形成所希望的压应力，而是存在有害应力和过大的膨胀系数。20世纪三十年代以来，西门子公司将氧化铝陶瓷用于制造火花塞绝缘子，引发了对氧化铝陶瓷所用原料、配方、添加剂的选择、制造工艺、烧结理论及显微结构等的研究，氧化铝质陶瓷材料开始应用于电力行业。我国在五十年代末开始试制高铝质电瓷，八十年代末国内已能小批量生产，九十年代实现了规模化生产。在铝质瓷中，刚玉取代石英构成了具有高弹性模量的结构组分，瓷质的热膨胀系数和内在应力变小，耐电弧性能提高，目前应用于电工陶瓷的铝质高强瓷材料抗折强度可达到200MPa,稳定性也大大提高。2．高压电瓷材料的研发和生产现状瓷绝缘子的性能是由其瓷质材料的结构所决定的。氧化铝陶瓷由于具有稳定的理化性能和十分优异的机电性能,近年来在各个领域得到了广泛应用，从而也带动了对氧化铝陶瓷广泛和深入的研究。在配方组成方面，氧化铝含量在40%～60%的氧化铝陶瓷主要作为电工绝缘陶瓷使用；含量在65%～92%的氧化铝陶瓷则主要作为高强度和抗磨材料应用于机械等行业；含量在94%～96%的氧化铝陶瓷则主要应用于电子、电工行业；含量96%以上的氧化铝陶瓷应用于医学、军事、化工及其他尖端行业。在材料的显微结构方面，通常的研究结论是刚玉相增加，氧化铝陶瓷材料的的强度、断裂韧性、冲击强度、断裂表面能均增加；材料的气孔率、杂质含量越少，材料的机械和电性能更加稳定。随着电力工业输配电向超高压、特高压方向的发展，对瓷绝缘子的强度要求也进一步提高。国内铝质高强瓷的材料性能已经达到世界同类产品的最高水平，但瓷绝缘子产品却存在一定的差距。目前国内高压电瓷的生产主要存在湿法和干法两种生产方式。前者的成型工艺采用榨泥、挤坯、阴干后成型；后者则采用先进陶瓷的主要成型方式——喷雾造粒和等静压成型。等静压成型的产品具有材质均匀、工艺可控性好和生产周期短的特点，产品性能及质量更加稳定，干法成型是更加先进的生产方式，也成为高强度高电压等级电瓷的主要生产方式。除材料配方，生产工艺是决定电瓷材料结构和性能的另一重要因素。研究表明我国实际应用于的绝缘子的高压电瓷材料存在物相分布不均匀，晶体粒径偏大及大小悬殊，气孔较大、形状不规则，杂质含量偏多等弱点。我国高压电瓷的材料性能基本达到国外水平，但材料的实际利用率（主要是机械强度）却远低于国外同类水平，实际应用的瓷绝缘子断裂和裂化率均高于国外产品。分析原因为国内大多数企业由于是刚刚从传统陶瓷的生产方式转化而来，工艺技术和控制水平与国外企业还存在一定的差距。其中料浆制备工艺中，氧化铝成分的引入在我国主要是通过高温煅烧加工后的铝矾土粉引入；国外是以纯度更高的高温煅烧氧化铝粉引入，其组分和性能的稳定性更高。另外，料浆颗粒粒度的控制、料浆杂质的控制，烧成工艺、胶装工艺的控制等手段也需要进一步完善。作为主要电工绝缘材料的高压电瓷近年来随着材料工业的发展受到来自硅橡胶复合材料的挑战。硅橡胶复合材料以其耐污性好、电气性能优异、重量轻等优点成为新一代绝缘材料的新宠，在悬式绝缘子中成为有力的竞争者，但其使用寿命远低于瓷绝缘子。另外，高压电瓷具有高强度、耐热性和抗风化性强等优点，未来环境污染的治理，将更加巩固电瓷材料在绝缘子中的主导地位。

3．高压电瓷的未来发展方向高压电瓷的机遇与未来”的学术文章高压电瓷的发展与电力工业同步，而从于陶瓷材料制造技术的进步。近年来我国先进陶瓷有长足的发展，尤其是氧化铝陶瓷的工艺技术和产品质量已达到国际先进水平，在国际上具有很强的竞争力。随着电瓷行业新技术和管理的引入，国内瓷绝缘子产品预计将很快达到世界先进水平。所以，推行先进陶瓷的生产工艺和管理，是促进高压电瓷发展的重要手段。国内生产高压电瓷的企业众多，但集研发、设计和生产于一体的企业不多，这与国内电瓷市场的需求是极不相称的，也阻碍了高压电瓷生产企业的长足发展。建立企业为主的技术创新体系，提高电瓷制造企业的研发能力是保证企业长久发展的当务之急。高压电瓷向高电压等级、高强度、高均匀性、大尺寸方向发展，产品的技术密集程度进一步提高。随着我国加快调整原材料工业结构和布局，高压电瓷产业也必将向低耗，少污染，高技术含量的方向发展。高压电瓷的产业模式将由粗放生产向集约生产转变，产业结构将进一步优化。总之，电力工业的发展为高压电瓷产品的发展提供了广阔的空间，先进陶瓷研发、生产方式的应用将极大的促进高压电瓷产业的发展。三、生产工艺流程1、制泥采用二次配料球磨，料：球：水=1：2：0．65，头料加入矾土、长石和粘土A，细度控制63um筛的筛余为0．2%～0．3%，二料加入软质粘土，细度控制63um筛的筛余为0．8%～1．0%，球磨时间分别为：头料8h～8．5h，二料1h～1．5h。新旧料浆配比为2：8～3：7，泥浆过孔径lO0~m的振动筛4次，经l+l×2遍电磁除铁器除铁，混合浆水分为55%～60%，筛余为0．35%～0．40%，榨泥压力≯1．5MPa，单车每榨60min，双车每榨80min～90min。泥饼水分：捧形绝缘子为18．5%～19．5%，瓷套为l7．5%～18．5%泥饼经粗练陈腐48h后挤制。2、成型 用∮630练泥机挤制毛坯，真空度为一0．095MPa。棒形绝缘子的挤制水分为l8%～l9%，瓷套的挤制水分为l7%～l8%。棒形毛坯电阴干2天，累积充电l0h～12h，每2h翻身9O度，电阴干水分为16．3%～16．7%，毛坯直放一段时间后修坯。瓷套毛坯卧放自然阴干，每2h～3h翻身一次，阴干4天～5天。棒形绝缘子和瓷套均采用硬质台金刀具立仿修坯，捧形绝缘子的修坯水分为16%～16．5%，瓷套的修坯水分为16%～l6．5%。3、干燥、施釉、上砂干燥在间歇式热风烘房中进行，依干燥曲线，捧形绝缘子烘9天～l0天，瓷套烘5天～6天，最高温度为80℃，棒形绝缘子的出烘水分为2%～2.5%，瓷套的出烘水分为1．5%～2．0%。俸形绝缘子采用自动施釉机浇釉．手工上砂、喷同砂釉．棕釉密度为1．42g／cm3～1．45g／cm3，大瓷套卧式浸釉。4、烧成及装配棒形绝缘子、瓷套均采用先坐后吊装烧工艺，棒形抽屉窑烧成儿3h，氧化保温25h，止火温度l230C，保温lh.SK9”↓l0”1/3↓.冷却30h。瓷套抽屉窑烧成90h，氧化保温l6h，止火温度l230C，保温30rain，SK9↓．冷却30h。降形绝缘子和瓷套切割研磨后，椁形绝缘子采用525”硅酸盐水泥胶合剂振动胶装，瓷套采用硫铝酸盐水泥胶台荆胶装，均采用热水养护。四、产品介绍高压电瓷是高电压条件下使用的电工陶瓷绝缘材料，由其制造而成的产品主要是瓷绝缘子，包括盘形悬式绝缘子、棒形悬式绝缘子、棒形支柱绝缘子、电器瓷套等，广泛用于输配电线路、电器设备和电站中，是电力工业发展不可缺少的重要绝缘材料。西瓷公司是国内最大的电瓷绝缘子专业生产公司，产品品种齐全，除生产标准型产品外，还生产各种耐污型、高原型、耐震型等特殊地区用产品。公司产品全部采用国家标准和IEC标准，重点产品还制订了高于国际IEC标准的内控标准。西瓷公司的主导产品有：额定电压126～1100kV户外捧形支柱绝缘子。额定电压126～1100kV电流、电压互感器瓷套、电容器瓷套、油纸电容式变压器套管用瓷套与避雷器用瓷套。额定电压126～550kV各类SF6断路器出线瓷套。1、户外棒形支柱瓷绝缘子⑴用途及使用环境户外棒形支柱瓷绝缘子主要用于工频交流电压40.5kV～1100kV户外电站、变电所配电装置和电器设备中，作带电部分的绝缘和支持用。绝缘子适用环境为-40℃～+40℃，部分产品可用于海拔高度为4000m的地区。产品分为普通型和耐污型两大类，耐污型可适用于中等、重及特重污区。⑵结构工艺特点该系列绝缘子瓷件为实心结构，胶装部分采用柱体上砂结构。我公司的电瓷产品配方先进，性能优异，可靠性高。上砂用的砂子是专用的经过严格工艺控制的造粒砂，具有与瓷体优良的结合性能和合理的膨胀系数，能有效地提高产品的机械强度。产品的法兰结构合理，受力时应力分布均匀。其材料为机械强度高的球墨铸铁，表面热镀锌。具有优良的抗锈蚀能力。胶装用水泥为高标号水泥，加上合理的养护工艺，使瓷的强度得到了充分的发挥。任何电压等级的产品皆为单柱式，具有结构简单，使用寿命长和维护工作量少等优点。为保证绝缘子的可靠性，本公司对产品进行逐只打击、超声波探伤和四向弯曲耐受负荷试验。2、电器瓷套⑴用途及分类

电器瓷套（以下简称瓷套）主要用于输变电设备引线的绝缘支撑或作绝缘容器用。它主要分为SF6断路器瓷套、互感器瓷套、电容器瓷套、变压器瓷套以及其它各种断路器用瓷套。瓷套适用于环境温度为-40℃至相应标准规定的正值温度，瓷套按使用特点可分为普通型和耐污型以及平原型和高原型。平原型适用于海拔高度不超过1000米的地区，高原型适用于安装地点海拔高度为3500米

SF6断路器瓷套用于户外高压SF6断路器和GIS中，瓷套按使用情况可分为瓷柱式SF6断路器用瓷套和罐式SF6断路器或GIS用的出线瓷套，瓷柱式SF6用瓷套按使用场合又可分为支柱瓷套、灭弧瓷套和电阻瓷套三种。支柱瓷套作为瓷柱式SF6断路器的绝缘支柱用，灭弧瓷套作为瓷柱式SF6断路器灭弧室的绝缘容器用，电阻瓷套作为瓷柱式SF6断路器合闸电阻绝缘容器用。电容器瓷套主要用于脉冲、均压、耦合电容器及电容式电压互感器中，作为其外绝缘容器用。互感器瓷套主要用于电压互感器和电流互感器中，作为其外绝缘容器用。变压器瓷套用于变压器的低压侧，作为充油套管的绝缘瓷套用。⑵结构和性能保证

瓷件的内外表面一般为棕釉，根据用户需求也可为其它釉色，瓷套的伞形可为普通伞或开放型大小伞，也可按用户需求制成其它形状。对于机械强度要求高的瓷件一般选用高强瓷制作，这种瓷氧化铝含量较高，具有相当好的机械强度和热稳定性能，可以确保产品具有优良的内水压强度，弯曲强度以及长期运行可靠性，对于气压瓷套为保证气密性，瓷件两端均经过精密的研磨加工。对于气压瓷套为了防止水和潮气进入到法兰和水泥胶合剂中，法兰口涂有一层防水的硅橡胶，以避免产品在高寒地区使用时由于水和潮气结冰而造成对瓷件的附加温度应力。

关于产品的法兰，根据不同的产品需要可采用热镀锌球墨铸铁或高强度铸铝合金。

产品出厂时，除尺寸、形位偏差、爬电距离检查外，还逐只进行瓷件超声波探伤，例行水压和例行四向弯曲负荷等检验，并按窑次抽查其机械破坏强度及瓷质性能。3、重点产品⑴363kV及550kV开关设备用无机粘接空心瓷绝缘子随着我国开关设备电压等级的不断提高，与之配套的大型空心瓷绝缘子的尺寸规格要求也越来越大，而目前国内只有极个别厂家能进行363kV无机粘接空心瓷绝缘子的小批量生产，550kV及以上电压等级的无机粘接空心瓷绝缘子国内几乎没有厂家能进行批量生产和供货。因此，我国开关行业所需的大型空心瓷绝缘子基本只能依靠国外进口，国外电瓷厂家对国内大型空心瓷绝缘子的供应处于一种近乎垄断的局面。西瓷公司在20年前就开始对无机粘接大型瓷件进行研究。从2005年9月开始，随着公司关键设备的投入和到位，对无机粘接技术、工艺研究取得突破性进展。通过对无机粘接用粘接釉、接口研磨和配合、二次烧成工艺等核心技术的深入研究，并进行数十轮次的批量试验，西瓷公司的无机粘接技术已经成熟。到2007年12月，西瓷公司依次完成了252kV、363kV及550kV无机粘接空心瓷绝缘子的研制。至目前，已生产了2种252kV、4种363kV和3种550kV等电压等级的无机粘接空心瓷绝缘子产品并已进行批量生产和供货。西瓷公司生产的系列363kV、550kV空心瓷绝缘子产品，适用于Ⅲ级、Ⅳ级污区，用于363kV、550kV罐式断路器和GIS上，作为引线的绝缘支撑。西瓷公司可根据客户的不同要求进行产品设计。截止2009年8月，已按照西安西开高压电气有限责任公司和西门子（杭州）高压开关有限公司的要求进行了相关产品设计，产品的主要性能参数见表1。表1

产品的主要性能参数统计表产品代号电压等级（kV）产品总高（mm）最小爬电距离（mm）污秽等级弯曲破坏负荷（kN）内水压破坏负荷（MPa）48705363360012378Ⅳ19.623.44870636331008594Ⅲ203.44870836336009983Ⅲ19.623.448709363380012378Ⅳ19.623.448803550490015125Ⅲ25.483.448804550490018755Ⅳ25.483.448805550493515125Ⅲ204363kV及550kV空心瓷绝缘子外形为宝塔形，由瓷件、上下法兰用水泥胶合剂胶装而成。整体瓷件由两节独立瓷件以无机粘接方式粘接，经二次烧成后成为整体瓷件；法兰采用铸铝合金，法兰表面经过阳极氧化处理；瓷套胶装用水泥胶合剂为高标号硅酸盐水泥胶合剂，其外露表面涂有防潮硅橡胶。该系列产品的伞形结构采用开放型大小伞，具有良好的耐污秽性能和空气动力学特性，该伞形结构既能满足产品爬电距离的要求，同时也符合国际标准IEC60815的要求。西瓷公司生产的无机粘接空心瓷绝缘子产品具有接口尺寸配合精确，粘接釉层空隙率低、接口耐老化性能优异，产品外观精美、强度高等特点，其综合技术水平达到国际先进，满足用户要求。按照西瓷公司2009年无机粘接产品生产规模整体规划要求，363kV空心瓷绝缘子的年生产量可以达到1000只，550kV空心瓷绝缘子的年生产量可以达到300只。⑵1100kV/16kN户外棒形支柱绝缘子1100kV/16kN户外棒形支柱绝缘子通过采用先进结构设计、高强度料方和等静压工艺解决细长杆径类顶部承重特高压支柱绝缘子超大弯矩要求（160kNm，远超国际100kNm水平）和耐地震问题、外绝缘及污秽问题、无线电干扰等；我公司提供40柱该产品在1000kV交流特高压变电站，从2009年初至今一直运行良好，得到国网公司的肯定。从调整配方、原料成分控制、球磨细度和压制压力、坯料成分、装烧工艺以及烧成温度等，解决制造过程大杆径（300mm、超过国际250mm水平）、超高度（元件高度2m，与国际水平相同）。雷电冲击耐受电压2400kV；操作冲击湿耐受电压1800kV；1分钟工频湿耐受电压为1100kV；产品总高为10m,元件高度为2m，最大杆径为φ300mm；弯曲负荷为16kN，其弯矩达160kN·m；采用大小开放伞结构,爬电比距为30250mm；在0.08mg/cm²的盐密和0.5mg/cm2灰密下耐受698.6kV；在698.6kV下晴天夜间无可见电晕；在700kV下无线电干扰小于600μV；只考虑其