CN104200938A - 一种高压电容式干式套管的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压电容式干式套管的加工方法，该方法采用在保证局部放电的裕度相等的前提下，使径向场强最均匀；其有别于充油套管采用了平均场强的方法，通过该方法加工的套管和现有套管相比具有相对较小的结构尺寸和更优的电气性能。该高压电容式干式套管的加工方法主要由芯子卷制、真空浸胶和成型三个步骤组成。

Description

一种高压电容式干式套管的加工方法

技术领域

本发明涉及输变电行业用的高压套管，具体涉及一种高压电容式干式套管的加工方法。

背景技术

目前，输变电行业所用的干式高压套管主要有胶浸皱纹纸型和玻璃纤维缠绕型，但上述两种方式均存在以下问题：

胶浸皱纹纸型目前存在的问题：

1.生产过程需要大量的皱纹纸，均需木材制作，不符合当前的环保趋势和潮流；

2.皱纹纸纤维真空干燥绝缘处理周期特别长，生产成本高；

3.皱纹纸纤维的毛细纤维管内环氧树脂很难完全浸透，在后期的制作加工、运输及运行过程中，裸露的环氧部分均需采用特殊容器密封保护，否则纸纤维会复吸空气中的水份，造成套管介质损耗和局部放电增大，长期运行会导致套管故障、崩溃，对整机设备构成重大隐患；

4.电容极板需要交替布置在皱纹纸之间，皱纹纸卷制的松紧程度很难控制，这对电容电极布置的精度和最终环氧树脂的浸润程度有重要影响，对工艺装备及工人的操作熟练程度均要求较高；

5.电容电极层数较多，卷制过程中任何一层电容电极布置错误或存在其他隐性缺陷，均会导致整个产品的报废，不便于批量的工业化生产。

玻璃纤维缠绕型：

1.产品在敞开环境下采用玻璃丝浸环氧树脂缠绕制作，制作过程无法进行真空条件下的干燥绝缘处理，绝缘材质本身所含水份及空气中水份、杂质无法去除，导致产品的介质损耗比较大，长期运行容易导致产品热崩溃；

2.电容电极的边缘处理、平整度、同心度及粘接性能较差，导致产品局部放电量较大，往往在几百到上千皮库，从而无法和对电性能要求较高的设备配套使用。

发明内容

本发明提供一种高压电容式干式套管的加工方法，主要解决了背景技术中存在的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该高压电容式干式套管的加工方法包括以下步骤：

1]芯子卷制

1.1]根据载流方式确定导电杆直径并在导电杆表面喷砂并涂覆偶联剂；

1.2]将经脱蜡、脱脂、预浸偶联剂处理后的合成纤维布(网)卷制在经步骤1.1处理的导电杆上；所述合成纤维布(网)的耐温要求为≥180℃；卷制速度≤10r/min；

1.3]将经去油、氧化、涂偶联剂的电容电极卷制在经步骤1.2处理的导电杆上；卷制速度≤10r/min；

1.4]交替重复进行步骤1.2和步骤1.3，直至满足电压等级要求，最外层应为合成纤维布(网)；所述电容电极应进行折边处理，各层之间的长度差应为±0.2mm，各层之间的厚度差应为±0.1mm。

2]真空浸胶

2.1]将经步骤1处理后卷制成型的芯子装入全封闭的模具中，于90℃～110℃环境温度下抽真空并干燥1～3小时；

2.2]采用自动压力凝胶工艺将环氧树脂注入模具内，90℃～110℃下保温0.8～1.5小时后，再升温至130～150℃保温2.8～3.5小时后固化成型，自然降温至室温后脱模。

3]成型：

将步骤2固化成型好的芯子直接与伞裙硫化成一体。

上述合成纤维布(网)经过特殊脱脂和浸润偶联剂工艺处理，其吸水率小于等于0.01％；单丝直径为0.2～1mm；目数为50～100目。

上述的自动压力凝胶(APG)工艺参数要求如下：

a、真空度小于等于30pa；

b、搅拌时间大于120min；

c、为增加纯环氧树脂的机械强度和电气性能，环氧树脂中应添加硅微粉，环氧树脂和硅微粉比例为1:0.2～1:1，充分混合搅拌、脱气后注入模具。

本发明的优点在于：

该方法采用在保证局部放电的裕度相等的前提下，使径向场强最均匀，不同于充油套管采用了平均场强的方法，通过该方法加工的套管和现有套管相比具有相对较小的结构尺寸和更优的电气性能。

附图说明

图1为利用本发明提供的加工方法加工出的高压电容式干式套管；

附图明细如下：1-导电杆；2-合成纤维布(网)；3-电容电极。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详述：

该高压电容式干式套管的加工方法包括以下步骤：

1]芯子卷制

1.1]根据载流方式确定导电杆直径并在导电杆表面喷砂并涂覆偶联剂；例如：确定载流为1250安培的导电杆，其直径为65mm，载流方式为直接载流，利用压缩空气喷砂工艺在导电杆表面进行喷砂，砂可以选择金刚砂材质的80～100目的沙粒，喷砂完成后需进行清洗、干燥，干燥完成后在砂层表面涂覆偶联剂，涂覆两遍偶联剂，偶联剂可以选用KH550、KH560，其中KH550的性能是提高环氧树脂和铝合金表面的粘接活性，可作为最佳选择。

1.2]将经脱蜡、脱脂、预浸偶联剂处理后的合成纤维布(网)卷制在经步骤1.1处理的导电杆上；合成纤维布(网)的耐温要求为≥180℃；卷制速度≤10r/min；合成纤维布(网)经过特殊脱脂和浸润偶联剂工艺处理后，吸水率小于等于0.01％；单丝直径为0.2～1mm；目数为50～100目。

以电子级玻璃纤维布为例，选用0.15mm的成品布，首先进行脱蜡、脱脂处理，该处理的目的是提高玻璃纤维和环氧树脂的粘接强度，该处理方式为公知技术；经上述处理后，再将玻璃纤维布浸入偶联剂中，该处理的目的是提高布和环氧树脂的浸润性，偶联剂可选用硅烷偶联剂，浸入时间30min即可；将玻璃纤维布从偶联剂中取出并干燥，干燥完成后以小于10r/min的速度卷制在直径为65mm的导电杆上；

1.3]将经去油、氧化、涂偶联剂的电容电极卷制在经步骤1.2处理的导电杆上；卷制速度≤10r/min；以纯铝电容电极为例，选用厚度为0.01mm的铝箔，首先进行去油、阳极氧化处理，该处理的目的是去除铝箔表面油或其他杂质，提高铝箔表面能及粘接面积，该处理方式为公知技术；经上述处理后，再向电容电极表面涂覆偶联剂，该处理的目的是提高铝箔表面的活化能，偶联剂可选用KH560；将经上述处理的电容电极以10r/min的速度卷制在直径为65mm的导电杆上；

1.4]交替重复进行步骤1.2和步骤1.3，直至满足电压等级要求。一般35kV缠绕电容电极层数为10层，110kV缠绕电容电极层数为20层，最外层为合成纤维布(网)；电容电极应进行折边处理，各层之间的长度差应为±0.2mm，各层之间的厚度差应为±0.1mm；

2]真空浸胶

2.1]将经步骤1处理后卷制成型的芯子装入全封闭的模具中，于90℃～110℃环境温度下抽真空并干燥1～3小时；

2.2]采用自动压力凝胶工艺将环氧树脂注入模具内，90℃～110℃下保温0.8～1.5小时后，再升温至130～150℃保温2.8～3.5小时后固化成型，自然降温至室温后脱模。

自动压力凝胶工艺参数要求如下：a.真空度小于等于30pa；b.搅拌时间大于120min；c.为了增加纯环氧树脂的机械强度和电气性能，可以选择在环氧树脂中应添加硅微粉，环氧树脂和硅微粉比例为1:0.2～1:1，充分混合搅拌、脱气后注入模具。

3]成型

将步骤2固化成型好的芯子直接与伞裙硫化成一体。

通过大量的试验数据对比，发现本发明的加工方法生产的套管和传统充油套管及现有结构的干式套管相比具有以下优点：

(1)套管的介质损耗为0.3％左右，远小于国家标准0.7％，且不会复吸空气中的潮气，运输和库存过程中无需特殊防护，长期运行的稳定性、可靠性提高；

(2)经过优化设计计算，在相对较小的尺寸下，可以获得较高的局部放电起始放电电压，电性能更优越。

本发明用合成纤维布(网)替代皱纹纸，产品符合环保趋势，创新性的使用了自动压力凝胶工艺，大大降低了产品的干燥和浸渍加工周期，节省了企业成本，提高了产品的市场竞争力，具有较强的市场推广价值。

Claims (3)

1.一种高压电容式干式套管的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1]芯子卷制

1.1]根据载流方式确定导电杆直径并在导电杆表面喷砂并涂覆偶联剂；

1.2]将经脱蜡、脱脂、预浸偶联剂处理后的合成纤维布或合成纤维网卷制在经步骤1.1处理的导电杆上；所述合成纤维布或合成纤维网的耐温要求为≥180℃；卷制速度≤10r/min；

1.3]将经去油、氧化、涂偶联剂的电容电极卷制在经步骤1.2处理的导电杆上；卷制速度≤10r/min；

1.4]交替重复进行步骤1.2和步骤1.3，直至满足电压等级要求，最外层应为合成纤维布或合成纤维网；所述电容电极应进行折边处理，各层之间的长度差应为±0.2mm，各层之间的厚度差应为±0.1mm；

2]真空浸胶

2.1]将经步骤1处理后卷制成型的芯子装入全封闭的模具中，于90℃～110℃环境温度下抽真空干燥1～3小时；

2.2]采用自动压力凝胶工艺将环氧树脂注入模具内，90℃～110℃下保温0.8～1.5小时后，再升温至130～150℃保温2.8～3.5小时后固化成型，自然降温至室温后脱模；

3]成型：

将步骤2固化成型好的芯子直接与伞裙硫化成一体。

2.根据权利要求1所述的高压电容式干式套管的加工方法，其特征在于：所述的合成纤维布或合成纤维网经过特殊脱脂和浸润偶联剂工艺处理，其吸水率小于等于0.01％；单丝直径为0.2～1mm；目数为50～100目。

3.根据权利要求1所述的高压电容式干式套管的加工方法，其特征在于：所述的自动压力凝胶工艺参数要求如下：

a、真空度小于等于30pa；

b、搅拌时间大于120min；

c、为增加纯环氧树脂的机械强度和电气性能，环氧树脂中应添加硅微粉，环氧树脂和硅微粉比例为1:0.2～1:1，充分混合搅拌、脱气后注入模具。