在电力系统中,避雷器能保护电气设备不被雷电过电压以及操作过电压损坏,是很关键的设备。现在金属氧化物避雷器(MOA)已经成了主流产品,它的生产工艺复杂且对精度要求高,主要包含以下几个核心环节:
一、氧化锌阀片制备
氧化锌阀片是避雷器的核心元件,产品性能怎么样,全靠它的生产工艺来决定。具体怎么生产,我们慢慢说清楚:
我们选纯度超过90%的氧化锌(ZnO)做主原料,还得搭配多种金属氧化物添加剂。拿Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₂O₃、MnO₂这些来讲,都是我们平时常用的种类。接下来我们会按精确比例把这些材料混合均匀,再做球磨处理——一方面是让材料更均匀,另一方面也要让它达到我们需要的细度。
混合好的粉料要先经过喷雾造粒,做成流动性好的颗粒。之后我们用大型全自动液压机对这些颗粒进行干压成型,最后做出圆饼形状的阀片素坯。成型时得施加很大的压力,有时候能达到数百吨。我们这么做,就是为了让素坯有足够的密度与强度。
这一步是整个生产流程里最关键的。我们把素坯放进气氛烧结炉,按照严格的温度曲线烧结,最高温度能达到1100°C到1250°C。经过烧结,素坯会形成微观晶界结构。这种结构能让阀片具备优良的非线性伏安特性,所以烧结时必须精确控制温度。只有这样,才能保证所有产品的性能一致且稳定。
烧结好的阀片要先做研磨处理,保证尺寸精准。之后我们会在阀片的两端面喷涂铝层,要么就是涂覆铜浆后再烧结。通过这些操作,就能形成能实现欧姆接触的金属电极。
每一片阀片都要经过严格测试,测试项目包括直流参数测试以及冲击电流试验。拿参考电压U1mA、泄漏电流I0.75U1mA这些来讲,都是直流参数测试里的重点项目。测试完成后,我们还会对阀片做人工老练处理,其实这就是热处理。我们这么做,目的是剔除那些早期可能劣化的产品,保证阀片长期运行的稳定性。
二、避雷器芯体组装
我们会根据设计要求的额定电压以及残压水平,把测试合格的阀片按特定顺序、特定数量串联起来,组装成柱状结构。
我们把阀片柱放进高强度绝缘筒里,拿玻纤增强环氧树脂筒来说,就是常用的绝缘筒。之后用高性能合金弹簧或者液压机构施加恒定的轴向压力,这样能保证阀片之间接触紧密,避免阀片受到冲击时发生位移。这里的压力需要精确计算,并且保持稳定。
三、密封结构处理
密封性是保证避雷器长期运行寿命的关键,能防止内部阀片受潮劣化,具体处理方式分两种:
针对不同类型的避雷器,我们会用不同的封口工艺。就复合外套避雷器来说,我们用高温硫化(HTV)硅橡胶材料,要么在模具里整体注射成型,要么把预先做好的橡胶外套与端盖通过粘合剂密封起来。而瓷套式避雷器,我们会用水泥把金属法兰与瓷套浇装固定,或者用卡具做机械密封。
组装完成后,我们会先把避雷器内部空腔抽成真空,再填充干燥且稳定的惰性气体。拿氮气来说就是常用的一种,有时也会用SF6气体。这么做能进一步提升避雷器的防潮性能以及绝缘性能。

四、外套制造与总装
我们做复合外套时,通常选硅橡胶当原料。制作工艺有两种,要么用注射成型(IMD),要么用模压成型,通过这两种工艺就能完成外套制作。
复合外套内部有高强度的玻璃纤维增强环氧树脂芯棒,这个芯棒的作用是承受机械负荷。外套外部是硅橡胶伞裙,它能提供优异的憎水性以及耐污闪能力。
总装环节,我们先把芯体装进外套里,再把金属端盖与均压环安装好,这样就完成了最终封装。成品避雷器必须做严格的密封性能试验,拿氦质谱检漏来说,就是我们常用的检测方式。
五、出厂试验与检验
恩彼迈每一只避雷器出厂前,我们都必须让它做完全套试验。这些试验包括直流参考电压以及泄漏电流试验、局部放电试验、工频参考电压试验、绝缘电阻测试、大电流冲击耐受试验、操作冲击动作负载试验、密封试验,还有外观与尺寸的检查。这里面,大电流冲击耐受试验的目的是模拟雷电流冲击的情况。
现代避雷器生产是一门综合性制造技术,它融合了电子陶瓷技术、高分子材料技术、精密机械技术以及高压电气技术。我们生产的核心有三个方面:一是用精确的材料配方,二是做严格的工艺控制,三是对每一件产品都做100%的电性能测试。通过这些措施,我们能保证每一只避雷器都能在电网里可靠运行数十年,为电力系统的安全稳定提供至关重要的保护。
