一种复合绝缘子用芯棒预制体、绝缘子芯棒及绝缘子制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合绝缘子用芯棒预制体、绝缘子芯棒及绝缘子，芯棒预制体包括内芯轴、卷绕在内芯轴上的混合叠层的纤维布作为芯棒主要承载层、卷绕在芯棒主要承载层外部的纤维纱作为表面加工层。所述内芯轴为环氧拉挤棒或不浸润树脂胶液的干纱束。所述芯棒主要承载层的纤维布选自经编玻纤单向布、双轴布或多轴向布中的两种混合叠层。所述表面加工层的纤维纱为环氧型无碱玻纤纱。在芯棒主要承载层内还设置若干层环向强度层。本实用新型专利技术能成型大直径复合绝缘芯棒；芯棒制作过程将预制体制备和浸胶过程分开，预制体的制备通过玻纤布叠层卷绕而成，这种制备方式在国内首次应用；纤维布叠层卷绕方式极大的提高了生产效率；提升了产品质量。了产品质量。了产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种复合绝缘子用芯棒预制体、绝缘子芯棒及绝缘子


[0001]本技术属于电力输变电
中使用的复合绝缘子结构
，尤其涉及一种复合绝缘子用芯棒预制体、绝缘子芯棒及绝缘子。

技术介绍

[0002]在电力输变电
，复合绝缘子由于其重量轻、机械强度高、耐污闪性能好和维护成本低而得到广泛的应用。更高的电压等级要求复合绝缘子芯棒拥有更大的直径，传统的环氧树脂玻纤棒材拉挤工艺难以突破直径大于150mm的瓶颈，目前国内大多采用组合式芯子成型大直径的绝缘子芯棒，该种方式成型工艺过程复杂且成型的芯棒内部组织相不连续、界面较多，在使用过程中，长期的交变载荷或严寒、高温交替循环条件下，其内部应力的不均匀性和不同组织相应允应变的差异，内部容易出现微裂纹，微裂纹初期难以发现，在不断的使用过程中微裂纹不断扩展，进而会影响强度、刚度的退化和绝缘性能的下降，有可能会造成难以估量的损失。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的以上缺陷并提供一种成型方式简单的技术方案，本技术提供一种复合绝缘子用芯棒预制体结构，并用以制备芯棒和绝缘子，以实现直径大于150mm的复合绝缘子芯棒的制备。本技术的技术方案如下所述：
[0004]一种复合绝缘子用芯棒预制体，包括内芯轴、在内芯轴外部的混合叠层的纤维布卷绕成的芯棒主要承载层、在芯棒主要承载层外部的纤维纱卷绕成的表面加工层。
[0005]优选的，所述内芯轴为环氧拉挤棒或不浸润树脂胶液的干纱束。
[0006]优选的，所述芯棒主要承载层的纤维布选自经编玻纤单向布、双轴布或多轴向布中的两种混合叠层，具体要根据产品要求的力学性能指标进行设计。
[0007]优选的，所述表面加工层的纤维纱为环氧型无碱玻纤纱。
[0008]优选的，根据产品直径要求或者产品性能要求，在芯棒主要承载层内设置若干层环向强度层，所述环向强度层为干纱缠绕成层；环向强度层可以为一层、两层或两层以上。
[0009]优选的，所述环向强度层可以采用0
°
单向玻纤布或是无碱方格布通过布卷绕的方式制成，环向层的目的是为了降低产品耐受高低温交替或载荷周期性变化引起的开裂倾向，环向层厚度为包裹在内部的承载层的10％左右，环向层具体位置和个数根据产品的直径大小和使用环境条件决定。
[0010]优选的，所述环氧拉挤棒或干纱束制备的内芯轴直径为
[0011]优选的，所述软芯轴的干纱束采用500
‑
4800tex的环氧玻纤纱，在其外表面缠绕幅宽为50mm
‑
100mm的玻璃纤维布带；所述软芯轴外表面缠绕的玻璃纤维布带可以采用多种形式的玻纤布，玻纤布选自单向布、双轴布、方格布、三维混编织物中的一种或多种组合进行束形，以制成干纱软芯轴。采用干纱软芯轴代替现有技术中环氧拉挤棒作为内芯轴的方式，然后再采用卷绕工艺在芯轴上卷绕玻璃纤维布作为芯棒主要承载层，然后在卷绕层内部相
应位置缠绕制成一个或多个环向强度层，然后再在卷绕层外表面缠绕纤维纱，有利于后续的加工性。
[0012]本技术还包括包含所述复合绝缘子用芯棒预制体的绝缘子芯棒，采用所述芯棒预制体制备，加工时，采用采用卷绕工艺在芯轴上卷绕混合叠层的纤维布作为芯棒主要承载层，在卷绕层内部相应位置用干砂缠绕制成环向强度层，然后再在卷绕层外表面缠绕纤维纱，有利于后续的加工性。最后将制成的预制体进行真空包裹，气密性检查，抽真空，树脂导入，固化成型和脱模加工等步骤制成大直径的复合绝缘子用芯棒。其具体的制备步骤如下：
[0013]1)根据要求的产品尺寸大小选取直径60mm
‑
80mm的实心拉挤绝缘内芯棒或干纱束；
[0014]2)当选择实心拉挤绝缘内芯棒时，将实心绝缘芯棒外表面用工业酒精擦洗，以除去芯棒表面的污渍，擦洗干净后在干燥的环境中晾晒30分钟；将实心绝缘芯棒外表面进行车削加工，形成均匀粗糙的表面，以利于外表面与卷绕布层部分粘接牢固；将加工好的实心绝缘棒用压缩空气吹净吸附在表面的加工尘屑；
[0015]当选择干纱束时，在拉挤张紧力的作用下，采用布卷缠绕机将该干纱束进行缠绕困扎束形，所采用的材料为幅宽为50mm
‑
100mm的玻璃纤维布(玻纤布带可以采用多种形式的玻纤布，如单向布、双轴布、方格布、三维混编织物)；用自动切刀将束形好的软芯轴两端切断；
[0016]3)根据设计要求将两种不同增强材料或不同面密度或不同纤维方向的纤维布(纤维布可以是经编玻纤单向布、双轴布或多轴向布：面密度400
‑
1200g/m2)安装到智能卷绕机上料辊上，再将处理好的实心绝缘棒安装固定在智能卷绕机卷辊上，输入卷绕直径、卷绕张力等参数，卷绕机开始卷绕，待卷绕机卷绕到设计规定的直径尺寸，两种不同的纤维布可以根据材料属性设置不同的张力；
[0017]6)将步骤5)卷绕好纤维布的芯棒转移至智能缠绕机上，设定直径、长度、纱宽等参数，系统自动计算运行，完成芯棒外层的缠绕工作，缠绕所采用的纱为环氧型无碱玻纤纱(理由：绝缘子芯体最主要的两个功能要求是良好的绝缘性和一定的承载能力，环氧树脂/酸酐固化体系绝缘性优异，因此与该树脂体系匹配最好的增强纤维最好是环氧玻纤，界面粘结性更好)，纤维纱克重为2400Tex；
[0018]7)树脂胶液配置：将相应的增韧剂、消泡剂等填料添加至环氧树脂中，采用自动混胶系统输入混胶总量和混胶比例，系统自动实现树脂溶液和固化剂溶液双组分的混合；所采用的树脂为E51型环氧树脂，固化剂为甲基四氢苯酐，甲基六氢苯酐；由环氧树脂、增韧剂、消泡剂、偶联剂等填料组成的树脂胶液与固化剂的混合比例为：(100
‑
115：75
‑
85)。将混合后的胶液导入真空桶中真空脱泡20分钟，并保持在50℃待用；
[0019]8)将步骤6)缠绕完毕的芯棒预制体外表面包裹脱模布，铺设导流网，布置抽气进料管路，包裹真空袋，然后抽真空，检查气密性完好后注入步骤7)所配置的树脂胶液，真空度要求小于0.1mbar；
[0020]9)注胶完毕后，关闭进料口，始终开启抽真空，在智能固化炉中加热阶梯固化，第一阶段为保温阶段，温度为50℃
±
3℃，时间为30min；第二固化阶段为升温阶段，温度从50℃升至90℃，升温时间为40min；第三固化阶段为保温阶段，温度为90℃
±
3℃，时间为
90min；第四阶段为升温阶段，温度从90℃升至130℃，升温时间为50min；第五阶段为保温阶段，温度为130℃
±
3℃，时间为240min；第六阶段为降温阶段，温度从130℃降至90℃，降温时间为120min；第七阶段为降温阶段，温度从90℃自然冷却至室温，时间约为6小时；
[0021]10)固化好的制品放置于通风干燥的位置处静置48h，以进一步后固化和消除内应力；
[0022]11)将步骤10)静置处理完成后的制品安装于专用复材车床上进行表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子用芯棒预制体，其特征在于，包括内芯轴、在内芯轴外部的混合叠层的纤维布卷绕成的芯棒主要承载层、在芯棒主要承载层外部的纤维纱卷绕成的表面加工层；所述内芯轴为不浸润树脂胶液的干纱束。2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用芯棒预制体，其特征在于，所述芯棒主要承载层的纤维布选自经编玻纤单向布、双轴布或多轴向布中的两种混合叠层。3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用芯棒预制体，其特征在于，所述表面加工层的纤维纱为环氧型无碱玻纤纱。4.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用芯棒预制体，其特征在于，在芯棒主要承载层内还设置若干层环向强度层，所述环向强度层为干纱缠绕成层或采用0
°
单向玻纤布或无碱方格布通过布卷绕的方式制成；环向...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢凯，王士冬，
申请(专利权)人：山东谦远新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：