Les performances et la fiabilité des isolateurs en porcelaine dépendent directement de l’avancement de leur processus de fabrication et de la précision de leur technologie de test. Avec la construction de projets majeurs tels que les réseaux électriques à ultra-haute tension, des exigences plus élevées ont été imposées en matière de résistance mécanique, de performances d'isolation et de stabilité à long-terme des isolateurs, stimulant l'innovation technologique tout au long de la chaîne, depuis la formulation des matières premières et le moulage/frittage jusqu'à la production intelligente et les tests non-destructifs.
Processus de fabrication : La fabrication des isolateurs en porcelaine commence par les matières premières et la formulation. Les composants en porcelaine utilisent une formulation de porcelaine à haute résistance-à base d'alumine-ou une formulation de porcelaine à base d'alumine-à haute résistance-, jetant ainsi les bases de la résistance mécanique et des performances d'isolation élevées du produit. Les méthodes de moulage comprennent le moulage par rotation et le moulage humide. Le processus de parage a évolué du parage manuel traditionnel à l'utilisation d'une machine de parage à double station entièrement automatisée, permettant un chargement et un déchargement automatiques, améliorant ainsi l'efficacité et la stabilité des performances du produit.
Le séchage est une étape cruciale du processus. L'électro-refroidissement vertical, comparé au séchage horizontal traditionnel à l'air naturel, peut améliorer l'uniformité de l'humidité de plus de 80 % et augmenter l'efficacité de la production de 50 %. Après séchage, les ébauches doivent subir une trempe à haute température à 1 300 degrés Celsius pour terminer le processus de frittage. Après frittage, les composants en porcelaine doivent être émaillés. La technologie de glaçage bleu-gris améliore la résistance aux intempéries et l'apparence du produit, tandis que la technologie de glaçage à semi-conducteurs permet de générer un courant de fuite sur la surface de l'isolant, offrant ainsi des fonctions antisalissure, autonettoyantes et antigivrantes.
Enfin, l'assemblage est complété par un procédé de collage. L'isolateur en porcelaine se compose de trois parties : un capuchon en fer, des composants en porcelaine et des pieds en acier, les composants en fer et en porcelaine étant liés ensemble avec du ciment.
Optimisation des processus
Pour améliorer les performances du produit, plusieurs mesures d'optimisation des processus sont mises en œuvre lors de la fabrication, notamment en contrôlant strictement la teneur en humidité de l'ébauche entrant dans le four en dessous de 0,5 %. La structure de la tête isolante a été optimisée, déterminant des paramètres tels que l'épaisseur de paroi H=23 mm, l'épaisseur supérieure h=22 mm et la hauteur des grains de sable h1=0.6 mm. Un processus de broyage au sable a été ajouté au processus de production des matières premières pour éliminer l'influence des grosses particules, et la formule du vernis a été continuellement optimisée et améliorée.
Tendance de la fabrication intelligente
La fabrication intelligente est une direction importante pour le développement des processus. En appliquant des technologies telles que la 5G, l'IA et la vision industrielle, des lignes de production-à grande échelle entièrement automatisées et des plates-formes de gestion de production intelligentes pour les isolateurs à ultra-haute tension sont en cours de construction. La transformation intelligente augmente l'efficacité de la production de 2,62 fois, raccourcit le cycle de production des produits de 70 % et améliore le taux de réussite global de 10 %, ou augmente l'efficacité de la production de 269 % et réduit la consommation globale d'énergie de 42 %.
Technologie de détection : les méthodes traditionnelles de détection des isolants comprennent principalement la méthode de décharge par bille, la méthode d'imagerie thermique infrarouge et la méthode de détection de courant de fuite. La méthode de décharge par bille analyse la distribution de tension de l'isolateur en mesurant la distance entre les billes aux deux extrémités lorsqu'elles se déchargent, mais elle nécessite un ajustement fréquent de la distance entre les billes et présente un taux de faux positifs élevé. La méthode d'imagerie thermique infrarouge montre la différence de température de surface entre les isolants défectueux et bons grâce à des images thermiques, mais elle est difficile à utiliser sur-site. La méthode de détection du courant de fuite détermine l'intégrité de l'isolant en mesurant l'ampleur du courant de fuite. Ces méthodes sont toutes des tests qualitatifs et ne peuvent pas véritablement refléter la valeur de résistance de chaque isolant, ni identifier l'état critique de fuite mais pas de panne.
La technologie avancée de détection des défauts acoustiques et vibratoires peut détecter les défauts sans interruption de courant. Son principe est que les isolateurs post-porcelaines sains ont une fréquence de vibration fixe. Dès qu’il y a des fissures ou des dommages internes, la structure est détruite et la fréquence des vibrations change. Pendant le fonctionnement, l'équipement de détection émet une onde de vibration d'excitation spéciale vers l'isolateur, tout en utilisant simultanément des capteurs pour capturer l'onde de retour de vibration de l'isolateur. En analysant la fréquence de la forme d'onde, l'équipement détermine si l'isolant est intact et identifie l'emplacement des défauts. L’avantage de cette technologie est qu’elle peut détecter les défauts latents sans coupure de courant ni interruption de l’alimentation électrique, offrant ainsi une efficacité et une précision de détection élevées.
