一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，其制備方法如下：(1)制備內(nèi)襯管，在玻璃鋼芯棒上纏繞玻璃纖維層、熱縮帶層和脫模四氟帶層；(2)制備左端管和右端管，并對(duì)其表面進(jìn)行處理；(3)將左端管與右端管粘結(jié)在內(nèi)襯管的兩端。在低溫工程領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，其低溫力學(xué)性能好、電性能和耐高壓氣密性佳。
【專利說明】一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國電網(wǎng)主網(wǎng)架是由500kV交流和±500kV直流系統(tǒng)構(gòu)成，電網(wǎng)面臨輸送能 力薄弱和穩(wěn)定性不足的雙重挑戰(zhàn)。我國能源資源和生產(chǎn)力發(fā)展呈逆向分布，能源豐富地區(qū) 遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。因此，長距離、大容量輸電是我國未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，特高壓輸 電正是具備這一能力的輸電方式。為滿足全國用電的需要，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，解決系統(tǒng)安 全穩(wěn)定隱患，節(jié)省輸電線路走廊資源，國家電網(wǎng)公司和中國南方電網(wǎng)公司都已在現(xiàn)有500kV 交流±500kV直流系統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，著力建設(shè)1000kV特高壓交流輸電系統(tǒng)和±800kV特 高壓直流輸電系統(tǒng)構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)。
[0003] 在特高壓輸電工程中支柱絕緣子是關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)特高壓輸電起著重要作用，其穩(wěn) 定運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定十分重要。隨著直流輸電工程電壓等級(jí)的不斷提高，支柱絕 緣子的長度越來越長，瓷支柱絕緣子遠(yuǎn)不能滿足高海拔、污穢、覆冰等復(fù)雜環(huán)境條件下的特 高壓直流輸電工程換流站外絕緣的要求，復(fù)合支柱絕緣子是解決復(fù)雜環(huán)境地區(qū)特高壓外絕 緣問題的唯一選擇，而現(xiàn)有復(fù)合絕緣子普遍采用的高溫流化硅橡膠存在的強(qiáng)紫外線和強(qiáng)堿 環(huán)境中存在的老化問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是為了提供一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，在低溫工程領(lǐng)域應(yīng)用 很廣泛，其低溫力學(xué)性能好、電性能和耐高壓氣密性佳。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，其制備方法如下：
[0007] (1)制備內(nèi)襯管
[0008] 將玻璃鋼芯棒夾在纏繞機(jī)上，將玻璃纖維帶通過邊刮低溫膠邊纏繞方式纏繞到玻 璃鋼芯棒上形成玻璃纖維層，在玻璃纖維層外包覆3-5層熱縮帶，在熱縮帶外包覆2-3層 脫模四氟帶后，將包覆過上述材料的玻璃鋼芯棒放置于烘箱內(nèi)固化得內(nèi)襯管；
[0009] 所述固化的過程分為四個(gè)階段：第一階段在80°C的溫度下固化l-2h，第二階段在 90°C的溫度下固化l_2h，第三階段在100°C的溫度下固化0. 5-lh，第四階段在110°C的溫度 下固化0.5-lh后冷卻至室溫即可，所述四個(gè)階段所用的時(shí)間為第一階段所用時(shí)間與第二 階段所用時(shí)間相同，第三階段所用時(shí)間與第四階段所用時(shí)間相同，第一、第二階段所用時(shí)間 為第三、第四階段所用時(shí)間的兩倍；
[0010] 所述玻璃纖維纏繞時(shí)，外層玻璃纖維覆蓋在內(nèi)層玻璃纖維上，使內(nèi)層玻璃纖維裸 露在外的寬度為原寬度的1/3,纏繞過程中的預(yù)緊力為2. 5 - 2. 8kg ;
[0011] 所述低溫膠的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂70- 90份，間苯 二酚型環(huán)氧樹脂30- 50份，聚醚胺5 - 20份，丙酮5 -15份，乙二醇10 - 30份，玻璃纖維 5 - 25份，CaCl210 - 30份，聚氧乙烯二胺8 - 20份，將上述各組分在室溫下混合攪拌均勻 即可得低溫膠；
[0012] (2)制備端管
[0013] 以316L不銹鋼為原材料制備成左端管，以316LN不銹鋼為原材料制備成右端管， 所述左端管與右端管尺寸結(jié)構(gòu)相同，對(duì)左端管與右端管進(jìn)行表面處理；
[0014] 所述表面處理流程為①將酸洗液加熱至70°C，將左端管與右端管在酸洗液里酸洗 20- 30分鐘②用清水對(duì)已經(jīng)過酸洗的左端管與右端管沖洗5 -10分鐘后，在去離子水中 超聲清洗10分鐘③將超聲清洗過的左端管與右端管在烘干箱中經(jīng)70-80°C的溫度下烘干 0· 5- L 5h 即可；
[0015] 所述酸洗液的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：質(zhì)量濃度為92 %的硫酸70-100份，質(zhì) 量濃度為95 %的鹽酸60- 90份，量濃度為82 %的硝酸20- 30份，水30- 60份；
[0016] (3)使用上述低溫膠粘結(jié)制備復(fù)合支柱絕緣子
[0017] ①先將低溫膠涂覆在左端管的內(nèi)側(cè)和與左端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘 結(jié)粘合后進(jìn)行固化處理，固化時(shí)內(nèi)襯管與左端管垂直放置，且內(nèi)襯管位于左端管的上方，固 化溫度為80- 120°C，固化時(shí)間為2h ;
[0018] ②將低溫膠涂覆在右端管的內(nèi)側(cè)和與右端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘結(jié) 粘合后進(jìn)行固化處理即可得復(fù)合支柱絕緣子，固化時(shí)內(nèi)襯管與右端管垂直放置，且內(nèi)襯管 位于右端管的上方，固化溫度為80-120°C,固化時(shí)間為2h。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 1.本發(fā)明復(fù)合支柱絕緣子能夠充分滿足高海拔、污穢和覆冰等各種條件下的具有 良好的電氣絕緣特性和電暈特性，滿足工程運(yùn)行要求的±800kV直流/1000kV交流工程調(diào) 節(jié)使用，承重抗壓能力增強(qiáng)，同時(shí)增加了本發(fā)明的抗老化能力；
[0021] 2.強(qiáng)度高重量輕，復(fù)合支柱絕緣子的強(qiáng)度重量比很高，S卩比強(qiáng)度很高。其高機(jī)械 強(qiáng)度源于玻璃鋼芯棒優(yōu)異的機(jī)械性能，目前被大量采用的玻璃鋼引拔棒的拉伸強(qiáng)度可達(dá) lOOOMPa以上，而芯棒密度僅為2g/cm3左右，因此其比強(qiáng)度很高，約為優(yōu)質(zhì)碳素鋼的5?10 倍，在相同電壓等級(jí)下，復(fù)合絕緣子的重量僅為瓷絕緣子的1/7?1/10 ;
[0022] 3.濕閃污閃電壓高，在大霧、小雨、露、溶雪、溶冰等惡劣氣象條件下，本發(fā)明復(fù)合 支柱絕緣子表面形成分離的水珠而不是連續(xù)的水膜，污層電導(dǎo)很低，因此泄漏電流也很小， 不易發(fā)生強(qiáng)烈的局部電弧，局部電弧也難以進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致外絕緣閃絡(luò)。運(yùn)行一段時(shí)間，復(fù) 合絕緣子表面積污后，憎水性可以遷移到污層表面的特性為硅橡膠材料所獨(dú)有，在相同污 穢度下，其污閃電壓可以達(dá)到相同泄露距離絕緣子的兩倍以上，在不利條件下，憎水性可能 因電氣、環(huán)境等應(yīng)力的影響而下降或喪失，但其等效直徑不會(huì)變粗，所以污閃電壓仍將保持 較高的水平；
[0023] 4.運(yùn)行維護(hù)方便，本發(fā)明外絕緣優(yōu)異的耐污性能提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性， 在污穢地區(qū)無須像瓷絕緣子一樣定期清掃，也不存在普通懸式瓷絕緣子零值檢測問題，大 大降低了污穢地區(qū)絕緣子的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
[0024] 5.易破碎，防止意外事故，本發(fā)明復(fù)合絕緣子耐沖擊能力強(qiáng)，大大減少了安裝、運(yùn) 輸過程中造成的意外破損，并能有效防止槍擊等人為因素的破壞。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)例一
[0026] -種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，其制備方法如下：
[0027] (1)制備內(nèi)襯管
[0028] 將玻璃鋼芯棒夾在纏繞機(jī)上，將玻璃纖維帶通過邊刮低溫膠邊纏繞方式纏繞到玻 璃鋼芯棒上形成玻璃纖維層，在玻璃纖維層外包覆4層熱縮帶，在熱縮帶外包覆3層脫模四 氟帶后，將包覆過上述材料的玻璃鋼芯棒放置于烘箱內(nèi)固化得內(nèi)襯管；
[0029] 所述固化的過程分為四個(gè)階段：第一階段在80°C的溫度下固化2h，第二階段在 90°C的溫度下固化2h，第三階段在100°C的溫度下固化lh，第四階段在110°C的溫度下固化 lh后冷卻至室溫即可；
[0030] 所述玻璃纖維纏繞時(shí)，外層玻璃纖維覆蓋在內(nèi)層玻璃纖維上，使內(nèi)層玻璃纖維裸 露在外的寬度為原寬度的1/3,纏繞過程中的預(yù)緊力為2. 5kg ;
[0031] 所述低溫膠的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂80份，間苯二酚 型環(huán)氧樹脂40份，聚醚胺15份，丙酮8份，乙二醇20份，玻璃纖維13份，CaCl 215份，聚氧 乙烯二胺12份，將上述各組分在室溫下混合攪拌均勻即可得低溫膠；
[0032] (2)制備端管
[0033] 以316L不銹鋼為原材料制備成左端管，以316LN不銹鋼為原材料制備成右端管， 所述左端管與右端管尺寸結(jié)構(gòu)相同，對(duì)左端管與右端管進(jìn)行表面處理；
[0034] 所述表面處理流程為①將酸洗液加熱至70°C，將左端管與右端管在酸洗液里酸洗 20分鐘②用清水對(duì)已經(jīng)過酸洗的左端管與右端管沖洗5分鐘后，在去離子水中超聲清洗10 分鐘③將超聲清洗過的左端管與右端管在烘干箱中經(jīng)70°C的溫度下烘干lh即可；
[0035] 所述酸洗液的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：質(zhì)量濃度為92%的硫酸80份，質(zhì)量濃度 為95 %的鹽酸70份，量濃度為82 %的硝酸25份，水40份；
[0036] (3)使用上述低溫膠粘結(jié)制備復(fù)合支柱絕緣子
[0037] ①先將低溫膠涂覆在左端管的內(nèi)側(cè)和與左端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘 結(jié)粘合后進(jìn)行固化處理，固化時(shí)內(nèi)襯管與左端管垂直放置，且內(nèi)襯管位于左端管的上方，固 化溫度為l〇〇°C，固化時(shí)間為2h ;
[0038] ②將低溫膠涂覆在右端管的內(nèi)側(cè)和與右端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘結(jié) 粘合后進(jìn)行固化處理即可得復(fù)合支柱絕緣子，固化時(shí)內(nèi)襯管與右端管垂直放置，且內(nèi)襯管 位于右端管的上方，固化溫度為l〇(TC,固化時(shí)間為2h。
[0039] 實(shí)例二
[0040] 一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，其制備方法如下：
[0041] (1)制備內(nèi)襯管
[0042] 將玻璃鋼芯棒夾在纏繞機(jī)上，將玻璃纖維帶通過邊刮低溫膠邊纏繞方式纏繞到玻 璃鋼芯棒上形成玻璃纖維層，在玻璃纖維層外包覆5層熱縮帶，在熱縮帶外包覆3層脫模四 氟帶后，將包覆過上述材料的玻璃鋼芯棒放置于烘箱內(nèi)固化得內(nèi)襯管；
[0043] 所述固化的過程分為四個(gè)階段：第一階段在80°C的溫度下固化lh，第二階段在 90°C的溫度下固化lh，第三階段在100°C的溫度下固化0.5h，第四階段在110°C的溫度下固 化0. 5h后冷卻至室溫即可；
[0044] 所述玻璃纖維纏繞時(shí)，外層玻璃纖維覆蓋在內(nèi)層玻璃纖維上，使內(nèi)層玻璃纖維裸 露在外的寬度為原寬度的1/3,纏繞過程中的預(yù)緊力為2. 8kg ;
[0045] 所述低溫膠的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂90份，間苯二酚 型環(huán)氧樹脂50份，聚醚胺20份，丙酮5份，乙二醇15份，玻璃纖維15份，CaCl 218份，聚氧 乙烯二胺10份，將上述各組分在室溫下混合攪拌均勻即可得低溫膠；
[0046] (2)制備端管
[0047] 以316L不銹鋼為原材料制備成左端管，以316LN不銹鋼為原材料制備成右端管， 所述左端管與右端管尺寸結(jié)構(gòu)相同，對(duì)左端管與右端管進(jìn)行表面處理；
[0048] 所述表面處理流程為①將酸洗液加熱至70°C，將左端管與右端管在酸洗液里酸洗 30分鐘②用清水對(duì)已經(jīng)過酸洗的左端管與右端管沖洗10分鐘后，在去離子水中超聲清洗 10分鐘③將超聲清洗過的左端管與右端管在烘干箱中經(jīng)80°C的溫度下烘干0. 5h即可；
[0049] 所述酸洗液的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：質(zhì)量濃度為92 %的硫酸60份，質(zhì)量濃度 為95 %的鹽酸80份，量濃度為82 %的硝酸25份，水45份；
[0050] (3)使用上述低溫膠粘結(jié)制備復(fù)合支柱絕緣子
[0051] ①先將低溫膠涂覆在左端管的內(nèi)側(cè)和與左端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘 結(jié)粘合后進(jìn)行固化處理，固化時(shí)內(nèi)襯管與左端管垂直放置，且內(nèi)襯管位于左端管的上方，固 化溫度為120°c，固化時(shí)間為2h ;
[0052] ②將低溫膠涂覆在右端管的內(nèi)側(cè)和與右端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘結(jié) 粘合后進(jìn)行固化處理即可得復(fù)合支柱絕緣子，固化時(shí)內(nèi)襯管與右端管垂直放置，且內(nèi)襯管 位于右端管的上方，固化溫度為120°C,固化時(shí)間為2h。
[0053] 本發(fā)明的有益效果為：
[0054] 1.本發(fā)明復(fù)合支柱絕緣子能夠充分滿足高海拔、污穢和覆冰等各種條件下的具有 良好的電氣絕緣特性和電暈特性，滿足工程運(yùn)行要求的±800kV直流/1000kV交流工程調(diào) 節(jié)使用，承重抗壓能力增強(qiáng)，同時(shí)增加了本發(fā)明的抗老化能力；
[0055] 2.強(qiáng)度高重量輕，復(fù)合支柱絕緣子的強(qiáng)度重量比很高，S卩比強(qiáng)度很高。其高機(jī)械 強(qiáng)度源于玻璃鋼芯棒優(yōu)異的機(jī)械性能，目前被大量采用的玻璃鋼引拔棒的拉伸強(qiáng)度可達(dá) lOOOMPa以上，而芯棒密度僅為2g/cm3左右，因此其比強(qiáng)度很高，約為優(yōu)質(zhì)碳素鋼的5?10 倍，在相同電壓等級(jí)下，復(fù)合絕緣子的重量僅為瓷絕緣子的1/7?1/10 ;
[0056] 3.濕閃污閃電壓高，在大霧、小雨、露、溶雪、溶冰等惡劣氣象條件下，本發(fā)明復(fù)合 支柱絕緣子表面形成分離的水珠而不是連續(xù)的水膜，污層電導(dǎo)很低，因此泄漏電流也很小， 不易發(fā)生強(qiáng)烈的局部電弧，局部電弧也難以進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致外絕緣閃絡(luò)。運(yùn)行一段時(shí)間，復(fù) 合絕緣子表面積污后，憎水性可以遷移到污層表面的特性為硅橡膠材料所獨(dú)有，在相同污 穢度下，其污閃電壓可以達(dá)到相同泄露距離絕緣子的兩倍以上，在不利條件下，憎水性可能 因電氣、環(huán)境等應(yīng)力的影響而下降或喪失，但其等效直徑不會(huì)變粗，所以污閃電壓仍將保持 較高的水平；
[0057] 4.運(yùn)行維護(hù)方便，本發(fā)明外絕緣優(yōu)異的耐污性能提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性， 在污穢地區(qū)無須像瓷絕緣子一樣定期清掃，也不存在普通懸式瓷絕緣子零值檢測問題，大 大降低了污穢地區(qū)絕緣子的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
[0058] 5.易破碎，防止意外事故，本發(fā)明復(fù)合絕緣子耐沖擊能力強(qiáng)，大大減少了安裝、運(yùn)
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合支柱絕緣子的制備方法，其特征為，其制備方法如下： (1) 制備內(nèi)襯管 將玻璃鋼芯棒夾在纏繞機(jī)上，將玻璃纖維帶通過邊刮低溫膠邊纏繞方式纏繞到玻璃鋼 芯棒上形成玻璃纖維層，在玻璃纖維層外包覆3-5層熱縮帶，在熱縮帶外包覆2-3層脫模 四氟帶后，將包覆過上述材料的玻璃鋼芯棒放置于烘箱內(nèi)固化得內(nèi)襯管； 所述固化的過程分為四個(gè)階段：第一階段在80°C的溫度下固化l-2h，第二階段在90°C 的溫度下固化l_2h，第三階段在100°C的溫度下固化0. 5-lh，第四階段在110°C的溫度下固 化0.5-lh后冷卻至室溫即可，所述四個(gè)階段所用的時(shí)間為第一階段所用時(shí)間與第二階段 所用時(shí)間相同，第三階段所用時(shí)間與第四階段所用時(shí)間相同，第一、第二階段所用時(shí)間為第 三、第四階段所用時(shí)間的兩倍； 所述玻璃纖維纏繞時(shí)，外層玻璃纖維覆蓋在內(nèi)層玻璃纖維上，使內(nèi)層玻璃纖維裸露在 外的寬度為原寬度的1/3,纏繞過程中的預(yù)緊力為2. 5 - 2. 8kg ; 所述低溫膠的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂70- 90份，間苯二酚 型環(huán)氧樹脂30- 50份，聚醚胺5 - 20份，丙酮5 -15份，乙二醇10 - 30份，玻璃纖維5- 25份，CaCl210 - 30份，聚氧乙烯二胺8 - 20份，將上述各組分在室溫下混合攪拌均勻即可 得低溫膠； (2) 制備端管 以316L不銹鋼為原材料制備成左端管，以316LN不銹鋼為原材料制備成右端管，所述 左端管與右端管尺寸結(jié)構(gòu)相同，對(duì)左端管與右端管進(jìn)行表面處理； 所述表面處理流程為①將酸洗液加熱至70°C，將左端管與右端管在酸洗液里酸洗 20- 30分鐘②用清水對(duì)已經(jīng)過酸洗的左端管與右端管沖洗5 -10分鐘后，在去離子水中 超聲清洗10分鐘③將超聲清洗過的左端管與右端管在烘干箱中經(jīng)70-80°C的溫度下烘干 0· 5- L 5h 即可； 所述酸洗液的組成成分按重量分?jǐn)?shù)計(jì)為：質(zhì)量濃度為92%的硫酸70-100份，質(zhì)量濃度 為95%的鹽酸60- 90份，量濃度為82%的硝酸20- 30份，水30- 60份； (3) 使用上述低溫膠粘結(jié)制備復(fù)合支柱絕緣子 先將低溫膠涂覆在左端管的內(nèi)側(cè)和與左端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘結(jié)粘合 后進(jìn)行固化處理，固化時(shí)內(nèi)襯管與左端管垂直放置，且內(nèi)襯管位于左端管的上方，固化溫度 為80- 120°C，固化時(shí)間為2h ; 將低溫膠涂覆在右端管的內(nèi)側(cè)和與右端管相接觸的內(nèi)襯管的外側(cè)，將兩者粘結(jié)粘合后 進(jìn)行固化處理即可得復(fù)合支柱絕緣子，固化時(shí)內(nèi)襯管與右端管垂直放置，且內(nèi)襯管位于右 端管的上方，固化溫度為80-120°C,固化時(shí)間為2h。
【文檔編號(hào)】H01B17/14GK104103386SQ201410353607
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】包廷貴, 蔣興良 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江江冠電力設(shè)備有限公司