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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(nèi)。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?bào)記者 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(guān)鍵部件。它形似半人高的瓷瓶，安裝后能承受百萬伏電壓、數(shù)噸彎曲和扭轉(zhuǎn)負(fù)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(bào)記者，他們自主創(chuàng)新特高壓棒形技術(shù)、藍(lán)灰釉技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，研制的棒形絕緣子已廣泛應(yīng)用于海內(nèi)外特高壓交直流輸電工程。

21世紀(jì)初，我國啟動特高壓攻關(guān)項(xiàng)目。2010年7月，中國電力科學(xué)研究院聯(lián)系多家下游企業(yè)，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(yè)部（現(xiàn)為中材江西電瓷電氣有限公司，以下簡稱“中材電瓷”）內(nèi)部引發(fā)熱烈討論：干還是不干？

當(dāng)時的電瓷界，唐山電瓷、西安電瓷在市場上數(shù)一數(shù)二。中材高新2005年才進(jìn)入該領(lǐng)域，是初出茅廬的“后輩”。

有人質(zhì)疑自身實(shí)力：“咱能比得過人家嗎？”

有人則認(rèn)為應(yīng)該“迎難而上”，在大項(xiàng)目中錘煉技術(shù)實(shí)力。

“當(dāng)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(yè)部技術(shù)總監(jiān)的桑建華回憶說。會議最終定調(diào)：“這個項(xiàng)目，接！”

等待下一步工序的棒形絕緣子。科技日報(bào)記者 孫瑜 攝

作為技術(shù)組長，桑建華帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)開始確定棒形絕緣子全流程的工藝驗(yàn)證和樣品生產(chǎn)，包括配方、投料制漿、噴霧造粒、等靜壓成型和產(chǎn)品干燥等。

“經(jīng)過30多天辛苦努力，大家信心滿滿地將第一批42個產(chǎn)品裝上窯車入窯燒制。”桑建華說，11天后，為慶祝產(chǎn)品即將出窯，大家甚至預(yù)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(nèi)產(chǎn)品大量碎裂在窯車上”。

第一窯產(chǎn)品都出現(xiàn)了“S”形裂痕，全部不合格。問題出在哪里？項(xiàng)目組連夜展開排查、分析、研究。

“最終發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題在水分。”桑建華說，若坯件沒有達(dá)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(dǎo)致爆裂或開裂。

于是，技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(yàn)后，團(tuán)隊(duì)摸索制定出一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，將坯體入窯水分嚴(yán)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(chǎn)品全部合格。這批棒形絕緣子成功應(yīng)用于晉東南—南陽—荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程。

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

雖然只是變了個顏色，但并不像想象的那么簡單。“國內(nèi)生產(chǎn)的棒形絕緣子皆為深棕色釉料，要滿足藍(lán)灰釉要求，意味著需要開發(fā)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(lán)灰釉棒形絕緣子列為開發(fā)重點(diǎn)，投入約占公司當(dāng)年利潤一半的資金，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和工藝設(shè)計(jì)。

由于藍(lán)灰釉初始熔融溫度高且黏度大，調(diào)配出適合的高溫黏度配方是技術(shù)核心?！盀榱苏{(diào)配和跟蹤驗(yàn)證釉料配方的高溫黏度情況，我們24小時待命，預(yù)計(jì)試驗(yàn)溫度的時間點(diǎn)一到，立馬趕赴窯爐觀察樣品、記錄數(shù)據(jù)?！奔夹g(shù)人員趙海洋說，有時半夜到車間，眼睛被窯內(nèi)熾熱的亮光一照，都有近似失明的感覺。

“一窯試驗(yàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期近兩個月，資金投入巨大，大家壓力也大?！睆埿癫貞洠囼?yàn)階段，看著一窯又一窯產(chǎn)品失敗，研發(fā)人員急得睡不著覺，“躺下去想的是技術(shù)問題，起來后還在想?！?/p>

經(jīng)過數(shù)輪對比分析，釉料配方最終優(yōu)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(xí)，調(diào)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(lán)灰“新裝”。

目前，藍(lán)灰釉棒形絕緣子占公司棒形產(chǎn)品營收超45%，出口全球20多個國家和地區(qū)，成功應(yīng)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(fā)展道路。

18年來，依靠對科技創(chuàng)新的堅(jiān)定信念與不懈攻關(guān)，中材電瓷棒形絕緣子從行業(yè)“小兵”成長為“單項(xiàng)冠軍”，成為電瓷界名副其實(shí)的“棒子王”。

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

半導(dǎo)體釉可使棒形絕緣子表面電阻率介于絕緣體與導(dǎo)體之間。在工作狀態(tài)下，半導(dǎo)體釉棒形絕緣子表面會產(chǎn)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(jié)冰功能。

這項(xiàng)神奇功能可延長棒形絕緣子的使用壽命，減輕電網(wǎng)系統(tǒng)人工維修壓力，提高電網(wǎng)在嚴(yán)寒偏遠(yuǎn)地區(qū)的覆蓋率。

半導(dǎo)體釉棒形絕緣子試制品?？萍既請?bào)記者 孫瑜 攝

面對新挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)再次下定決心“啃硬骨頭”。

“釉面均勻是影響泄漏電流狀態(tài)的重要因素，也是研發(fā)過程中的最大技術(shù)關(guān)卡?！奔夹g(shù)人員陳震說。

陳震打開手機(jī)相冊，指著一張張棒形絕緣子試驗(yàn)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(guān)小組每天都在開會，討論如何為棒形絕緣子“治病”。

“研發(fā)人員對每個產(chǎn)品在窯內(nèi)的位置、朝向、狀態(tài)都進(jìn)行了詳細(xì)記錄，試圖找到‘病因’?！鄙＝ㄈA還記得，為了獲取實(shí)時數(shù)據(jù)，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(zhì)特性。他們搬著重達(dá)幾十公斤的棒形絕緣子屢次往返廠內(nèi)外，只為看清釉面在太陽光下的均勻性。

經(jīng)過多次討論和對比研究，團(tuán)隊(duì)將“藥方”鎖定在燒成驗(yàn)證環(huán)節(jié)。“項(xiàng)目組通過氣氛調(diào)整對比數(shù)據(jù)，確定了還原焰的作用，認(rèn)識到出現(xiàn)釉面不均的關(guān)鍵在于氣氛和壓力。”桑建華說，重新調(diào)整燒成制度后，釉面質(zhì)量問題得到了有效解決。

“目前，第二代半導(dǎo)體釉棒形絕緣子已完成試制，即將正式投產(chǎn)?！睆埿癫嬖V記者，這是國內(nèi)首次生產(chǎn)具備防污自潔及防結(jié)冰功能的半導(dǎo)體釉棒形絕緣子。檢測數(shù)據(jù)顯示，其性能同國際領(lǐng)先產(chǎn)品相當(dāng)。

“中材電瓷棒形絕緣子服務(wù)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(wǎng)工程，有力支撐了國家特高壓輸變電線路建設(shè)和運(yùn)行?！闭勂鹣乱徊侥繕?biāo)，李勇表示，“我們將持續(xù)加大新材料研發(fā)力度，擴(kuò)大海外電力工程應(yīng)用，惠及共建‘一帶一路’國家，點(diǎn)亮萬家燈火！”