CN104103386B - 一种复合支柱绝缘子的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合支柱绝缘子的制备方法，其制备方法如下：(1)制备内衬管，在玻璃钢芯棒上缠绕玻璃纤维层、热缩带层和脱模四氟带层(2)制备左端管和右端管，并对其表面进行处理(2)将左端管与右端管粘结在内衬管的两端，在低温工程领域应用很广泛，其低温力学性能好、电性能和耐高压气密性佳。

Description

一种复合支柱绝缘子的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合支柱绝缘子的制备方法。

背景技术

目前我国电网主网架是由500kV交流和±500kV直流系统构成，电网面临输送能力薄弱和稳定性不足的双重挑战。我国能源资源和生产力发展呈逆向分布，能源丰富地区远离经济发达地区。因此，长距离、大容量输电是我国未来电网发展的必然趋势，特高压输电正是具备这一能力的输电方式。为满足全国用电的需要，实现资源优化配置，解决系统安全稳定隐患，节省输电线路走廊资源，国家电网公司和中国南方电网公司都已在现有500kV交流±500kV直流系统电网的基础上，着力建设1000kV特高压交流输电系统和±800kV特高压直流输电系统构成的特高压电网。

在特高压输电工程中支柱绝缘子是关键设备，对特高压输电起着重要作用，其稳定运行对电力系统的安全稳定十分重要。随着直流输电工程电压等级的不断提高，支柱绝缘子的长度越来越长，瓷支柱绝缘子远不能满足高海拔、污秽、覆冰等复杂环境条件下的特高压直流输电工程换流站外绝缘的要求，复合支柱绝缘子是解决复杂环境地区特高压外绝缘问题的唯一选择，而现有复合绝缘子普遍采用的高温流化硅橡胶存在的强紫外线和强碱环境中存在的老化问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种复合支柱绝缘子的制备方法，在低温工程领域应用很广泛，其低温力学性能好、电性能和耐高压气密性佳。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种复合支柱绝缘子的制备方法，其制备方法如下：

(1)制备内衬管

将玻璃钢芯棒夹在缠绕机上，将玻璃纤维带通过边刮低温胶边缠绕方式缠绕到玻璃钢芯棒上形成玻璃纤维层，在玻璃纤维层外包覆3—5层热缩带，在热缩带外包覆2—3层脱模四氟带后，将包覆过上述材料的玻璃钢芯棒放置于烘箱内固化得内衬管；

所述固化的过程分为四个阶段：第一阶段在80℃的温度下固化1-2h，第二阶段在90℃的温度下固化1-2h，第三阶段在100℃的温度下固化0.5-1h，第四阶段在110℃的温度下固化0.5-1h后冷却至室温即可，所述四个阶段所用的时间为第一阶段所用时间与第二阶段所用时间相同，第三阶段所用时间与第四阶段所用时间相同，第一、第二阶段所用时间为第三、第四阶段所用时间的两倍；

所述玻璃纤维缠绕时，外层玻璃纤维覆盖在内层玻璃纤维上，使内层玻璃纤维裸露在外的宽度为原宽度的1/3，缠绕过程中的预紧力为2.5—2.8kg；

所述低温胶的组成成分按重量分数计为：缩水甘油醚型环氧树脂70—90份，间苯二酚型环氧树脂30—50份，聚醚胺5—20份，丙酮5—15份，乙二醇10—30份，玻璃纤维5—25份，CaCl₂10—30份，聚氧乙烯二胺8—20份，将上述各组分在室温下混合搅拌均匀即可得低温胶；

(2)制备端管

以316L不锈钢为原材料制备成左端管，以316LN不锈钢为原材料制备成右端管，所述左端管与右端管尺寸结构相同，对左端管与右端管进行表面处理；

所述表面处理流程为①将酸洗液加热至70℃，将左端管与右端管在酸洗液里酸洗20—30分钟②用清水对已经过酸洗的左端管与右端管冲洗5—10分钟后，在去离子水中超声清洗10分钟③将超声清洗过的左端管与右端管在烘干箱中经70—80℃的温度下烘干0.5—1.5h即可；

所述酸洗液的组成成分按重量分数计为：质量浓度为92％的硫酸70—100份，质量浓度为95％的盐酸60—90份，量浓度为82％的硝酸20—30份，水30—60份；

(3)使用上述低温胶粘结制备复合支柱绝缘子

①先将低温胶涂覆在左端管的内侧和与左端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理，固化时内衬管与左端管垂直放置，且内衬管位于左端管的上方，固化温度为80—120℃，固化时间为2h；

②将低温胶涂覆在右端管的内侧和与右端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理即可得复合支柱绝缘子，固化时内衬管与右端管垂直放置，且内衬管位于右端管的上方，固化温度为80—120℃，固化时间为2h。

本发明的有益效果为：

1.本发明复合支柱绝缘子能够充分满足高海拔、污秽和覆冰等各种条件下的具有良好的电气绝缘特性和电晕特性，满足工程运行要求的±800kV直流/1000kV交流工程调节使用，承重抗压能力增强，同时增加了本发明的抗老化能力；

2.强度高重量轻，复合支柱绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高。其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，目前被大量采用的玻璃钢引拔棒的拉伸强度可达1000MPa以上，而芯棒密度仅为2g/cm3左右，因此其比强度很高，约为优质碳素钢的5～10倍，在相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7～1/10；

3.湿闪污闪电压高，在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，本发明复合支柱绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄漏电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面的特性为硅橡胶材料所独有，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上，在不利条件下，憎水性可能因电气、环境等应力的影响而下降或丧失，但其等效直径不会变粗，所以污闪电压仍将保持较高的水平；

4.运行维护方便，本发明外绝缘优异的耐污性能提高了电力系统运行的可靠性，在污秽地区无须像瓷绝缘子一样定期清扫，也不存在普通悬式瓷绝缘子零值检测问题，大大降低了污秽地区绝缘子的运行维护费用；

5.易破碎，防止意外事故，本发明复合绝缘子耐冲击能力强，大大减少了安装、运输过程中造成的意外破损，并能有效防止枪击等人为因素的破坏。

具体实施方式

实例一

一种复合支柱绝缘子的制备方法，其制备方法如下：

(1)制备内衬管

将玻璃钢芯棒夹在缠绕机上，将玻璃纤维带通过边刮低温胶边缠绕方式缠绕到玻璃钢芯棒上形成玻璃纤维层，在玻璃纤维层外包覆4层热缩带，在热缩带外包覆3层脱模四氟带后，将包覆过上述材料的玻璃钢芯棒放置于烘箱内固化得内衬管；

所述固化的过程分为四个阶段：第一阶段在80℃的温度下固化2h，第二阶段在90℃的温度下固化2h，第三阶段在100℃的温度下固化1h，第四阶段在110℃的温度下固化1h后冷却至室温即可；

所述玻璃纤维缠绕时，外层玻璃纤维覆盖在内层玻璃纤维上，使内层玻璃纤维裸露在外的宽度为原宽度的1/3，缠绕过程中的预紧力为2.5kg；

所述低温胶的组成成分按重量分数计为：缩水甘油醚型环氧树脂80份，间苯二酚型环氧树脂40份，聚醚胺15份，丙酮8份，乙二醇20份，玻璃纤维13份，CaCl₂15份，聚氧乙烯二胺12份，将上述各组分在室温下混合搅拌均匀即可得低温胶；

(2)制备端管

以316L不锈钢为原材料制备成左端管，以316LN不锈钢为原材料制备成右端管，所述左端管与右端管尺寸结构相同，对左端管与右端管进行表面处理；

所述表面处理流程为①将酸洗液加热至70℃，将左端管与右端管在酸洗液里酸洗20分钟②用清水对已经过酸洗的左端管与右端管冲洗5分钟后，在去离子水中超声清洗10分钟③将超声清洗过的左端管与右端管在烘干箱中经70℃的温度下烘干1h即可；

所述酸洗液的组成成分按重量分数计为：质量浓度为92％的硫酸80份，质量浓度为95％的盐酸70份，量浓度为82％的硝酸25份，水40份；

(3)使用上述低温胶粘结制备复合支柱绝缘子

①先将低温胶涂覆在左端管的内侧和与左端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理，固化时内衬管与左端管垂直放置，且内衬管位于左端管的上方，固化温度为100℃，固化时间为2h；

②将低温胶涂覆在右端管的内侧和与右端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理即可得复合支柱绝缘子，固化时内衬管与右端管垂直放置，且内衬管位于右端管的上方，固化温度为100℃，固化时间为2h。

实例二

一种复合支柱绝缘子的制备方法，其制备方法如下：

(1)制备内衬管

将玻璃钢芯棒夹在缠绕机上，将玻璃纤维带通过边刮低温胶边缠绕方式缠绕到玻璃钢芯棒上形成玻璃纤维层，在玻璃纤维层外包覆5层热缩带，在热缩带外包覆3层脱模四氟带后，将包覆过上述材料的玻璃钢芯棒放置于烘箱内固化得内衬管；

所述固化的过程分为四个阶段：第一阶段在80℃的温度下固化1h，第二阶段在90℃的温度下固化1h，第三阶段在100℃的温度下固化0.5h，第四阶段在110℃的温度下固化0.5h后冷却至室温即可；

所述玻璃纤维缠绕时，外层玻璃纤维覆盖在内层玻璃纤维上，使内层玻璃纤维裸露在外的宽度为原宽度的1/3，缠绕过程中的预紧力为2.8kg；

所述低温胶的组成成分按重量分数计为：缩水甘油醚型环氧树脂90份，间苯二酚型环氧树脂50份，聚醚胺20份，丙酮5份，乙二醇15份，玻璃纤维15份，CaCl₂18份，聚氧乙烯二胺10份，将上述各组分在室温下混合搅拌均匀即可得低温胶；

(2)制备端管

以316L不锈钢为原材料制备成左端管，以316LN不锈钢为原材料制备成右端管，所述左端管与右端管尺寸结构相同，对左端管与右端管进行表面处理；

所述表面处理流程为①将酸洗液加热至70℃，将左端管与右端管在酸洗液里酸洗30分钟②用清水对已经过酸洗的左端管与右端管冲洗10分钟后，在去离子水中超声清洗10分钟③将超声清洗过的左端管与右端管在烘干箱中经80℃的温度下烘干0.5h即可；

所述酸洗液的组成成分按重量分数计为：质量浓度为92％的硫酸60份，质量浓度为95％的盐酸80份，量浓度为82％的硝酸25份，水45份；

(3)使用上述低温胶粘结制备复合支柱绝缘子

①先将低温胶涂覆在左端管的内侧和与左端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理，固化时内衬管与左端管垂直放置，且内衬管位于左端管的上方，固化温度为120℃，固化时间为2h；

②将低温胶涂覆在右端管的内侧和与右端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理即可得复合支柱绝缘子，固化时内衬管与右端管垂直放置，且内衬管位于右端管的上方，固化温度为120℃，固化时间为2h。

本发明的有益效果为：

1.本发明复合支柱绝缘子能够充分满足高海拔、污秽和覆冰等各种条件下的具有良好的电气绝缘特性和电晕特性，满足工程运行要求的±800kV直流/1000kV交流工程调节使用，承重抗压能力增强，同时增加了本发明的抗老化能力；

2.强度高重量轻，复合支柱绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高。其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，目前被大量采用的玻璃钢引拔棒的拉伸强度可达1000MPa以上，而芯棒密度仅为2g/cm3左右，因此其比强度很高，约为优质碳素钢的5～10倍，在相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7～1/10；

3.湿闪污闪电压高，在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，本发明复合支柱绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄漏电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面的特性为硅橡胶材料所独有，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上，在不利条件下，憎水性可能因电气、环境等应力的影响而下降或丧失，但其等效直径不会变粗，所以污闪电压仍将保持较高的水平；

4.运行维护方便，本发明外绝缘优异的耐污性能提高了电力系统运行的可靠性，在污秽地区无须像瓷绝缘子一样定期清扫，也不存在普通悬式瓷绝缘子零值检测问题，大大降低了污秽地区绝缘子的运行维护费用；

5.易破碎，防止意外事故，本发明复合绝缘子耐冲击能力强，大大减少了安装、运输过程中造成的意外破损，并能有效防止枪击等人为因素的破坏。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (1)

1.一种复合支柱绝缘子的制备方法，其特征为，其制备方法如下：

(1)制备内衬管

将玻璃钢芯棒夹在缠绕机上，将玻璃纤维带通过边刮低温胶边缠绕方式缠绕到玻璃钢芯棒上形成玻璃纤维层，在玻璃纤维层外包覆3—5层热缩带，在热缩带外包覆2—3层脱模四氟带后，将包覆过上述材料的玻璃钢芯棒放置于烘箱内固化得内衬管；

所述固化的过程分为四个阶段：第一阶段在80℃的温度下固化1-2h，第二阶段在90℃的温度下固化1-2h，第三阶段在100℃的温度下固化0.5-1h，第四阶段在110℃的温度下固化0.5-1h后冷却至室温即可，所述四个阶段所用的时间为第一阶段所用时间与第二阶段所用时间相同，第三阶段所用时间与第四阶段所用时间相同，第一、第二阶段所用时间为第三、第四阶段所用时间的两倍；

所述玻璃纤维缠绕时，外层玻璃纤维覆盖在内层玻璃纤维上，使内层玻璃纤维裸露在外的宽度为原宽度的1/3，缠绕过程中的预紧力为2.5—2.8kg；

所述低温胶的组成成分按重量份数计为：缩水甘油醚型环氧树脂70—90份，间苯二酚型环氧树脂30—50份，聚醚胺5—20份，丙酮5—15份，乙二醇10—30份，玻璃纤维5—25份，CaCl₂ 10—30份，聚氧乙烯二胺8—20份，将上述各组分在室温下混合搅拌均匀即可得低温胶；

(2)制备端管

以316L不锈钢为原材料制备成左端管，以316LN不锈钢为原材料制备成右端管，所述左端管与右端管尺寸结构相同，对左端管与右端管进行表面处理；

所述表面处理流程为①将酸洗液加热至70℃，将左端管与右端管在酸洗液里酸洗20—30分钟②用清水对已经过酸洗的左端管与右端管冲洗5—10分钟后，在去离子水中超声清洗10分钟③将超声清洗过的左端管与右端管在烘干箱中经70—80℃的温度下烘干0.5—1.5h即可；

所述酸洗液的组成成分按重量份数计为：质量浓度为92％的硫酸70—100份，质量浓度为95％的盐酸60—90份，质量浓度为82％的硝酸20—30份，水30—60份；

(3)使用上述低温胶粘结制备复合支柱绝缘子

①先将低温胶涂覆在左端管的内侧和与左端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理，固化时内衬管与左端管垂直放置，且内衬管位于左端管的上方，固化温度为80—120℃，固化时间为2h；

②将低温胶涂覆在右端管的内侧和与右端管相接触的内衬管的外侧，将两者粘结粘合后进行固化处理即可得复合支柱绝缘子，固化时内衬管与右端管垂直放置，且内衬管位于右端管的上方，固化温度为80—120℃，固化时间为2h。