CN105503153A - 500kv级绝缘瓷套的连续生产工艺 - Google Patents

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Abstract

500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，在选取绝缘瓷泥料与不饱和聚酯树脂以及其他助剂进行混合配制成悬浮体混合浆料，将此不饱和聚酯树脂经过练泥后制坯，并将制坯后的坯料进行陈腐、二次练泥以及电阴干，在电阴干完成后修坯并进行十段式升温焙烧，然后在十段式升温焙烧后进行六段式降温焙烧，焙烧完成后的坯料室温放置3~5天，进行修整切割以及表面加工后即制得成品。本发明的连续生产工艺制备的绝缘瓷套结构合理，装卸方便，抗环境干扰能力强，在500KV超高压环境下工作稳定。

Description

500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺
技术领域
本发明属于绝缘瓷套的生产技术领域，具体为一套500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺。
背景技术
现有的500kV级别的高压绝缘瓷套，一般都是借鉴电容式套管的设计和工艺经验，而这种设计和工艺经验在制备高压绝缘瓷套时有一定的局限性，存在着工艺要求较高，成本高，套管的技术经济性不高等缺点，同时在进行装配和使用时存在较大的操作难度很大的难度，而一旦套管装配不当，会导致套管电极击穿，给高压套管的安全稳定运行带来极大的隐患。
但随着国内外电机绝缘工艺的不断发展，以及市场的需求，越来越多的超高压或者准超高压级别的电机对绝缘瓷套的要求也越来越高，而电机绝缘厚度仍在不断的减薄，以期达到在相同功率情况下减小电机体积，或同样体积下增大功率的目标，节能降耗的目的。如何在工艺条件下克服传统绝缘瓷套强度差、脆性大的缺点，制备具有耐户外恶劣环境、高击穿电压以及具有优异力学性能的500kV级别的高压绝缘瓷套成为了制约绝缘瓷套相关领域发展的瓶颈。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一套500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，具体包括以下操作步骤：
1、选取绝缘瓷泥料进行称量并加入球磨机中球磨2~3h，过200目筛，然后将不饱和聚酯树脂配制成浓度为5~8%的溶液，将过筛泥料与不饱和聚酯树脂溶液加入混料釜中配制成固相体积含量为30%~50%的悬浮体混合浆料，然后在浆料中加入占浆料质量比0.2~0.25%的纯碱、2~3%的硼砂、1~2%的氧化钙、0.6～1.2%的氧化锆以及0.05～0.2%的钒，将混合浆液在混料釜中保持真空，并加热到600~700℃保持4~6小时后降至室温。
2、将混合浆料取出，放入榨泥机中进行榨泥操作，将榨泥操作完成后的泥块压实练泥并制坯，制成的坯料在相对湿度30%~50%、22℃~24℃的条件下陈腐36~72h。
3、将陈腐完成后的坯料在真空度为50~80KPa的条件下进行二次压实练泥，并将练泥完成好的坯料进行电阴干后修坯成型，将修坯成型后的坯料在保持室内密闭的条件下室温干燥，并在上釉后进行焙烧，其焙烧过程中，升温烧结时的升温速率为140℃/h~160℃/h，并采用十段升温焙烧，其十段焙烧的温度及保持时间依次为：70℃保持320~350min，110℃保持100~120min，120℃保持450~480min，200℃保持450~480min，320℃保持300~500min，420℃保持200~300min，550℃保持600~700min，950℃保持1000~1250mm，1100℃保持300~350min，1240℃保持150~200min；升温焙烧完成后采用六段式降温焙烧，降温过程中的降温速率为160℃/h~200℃/h，而六段降温过程的温度及保持时间依次为住火保持60min，1100℃保持120~140min；900℃保持650~700min；600℃保持700~720min；400℃保持1200~1250min；200℃保持600~750min。
4、焙烧完成后室温放置3~5天，取出然后对边角及底座进行修整切割，并对产品表面进行表面加工，加工完成后，胶连密封套件即制得成品绝缘瓷套。
在本发明中，所述绝缘瓷泥料在进行球磨机球磨后须进行除铁操作，所述除铁操作为三级除铁，包括前段的强磁除铁、中间段的化学除铁以及后段的电解法除铁。
在本发明中，为提高浆料制成瓷泥配料后的加工性能，可在混合浆料中加入固化剂、脱模剂以及表面活性剂，其中，固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，加入量为混合浆液总质量的0.3%~0.8%，脱模剂为硬脂酸锌，加入量为混合浆液总质量的1%~1.5%，表面活性剂为油酸，其加入量为混合浆液总质量的0.5%~1%。
在本发明中，修坯成型包括表面切削以及研磨两个步骤，其中，切削过程需要同时对坯料的内表面和外表面进行切削，为防止崩瓷过大造成瓷套报废情况的发生，切削过程中切割刀/锯片的进刀速度不大于3mm/min，且在切割刀/锯片的切割部位保留有5mm-10mm的研磨量，而研磨时研磨机床的转速固定为32~38rad/min。
在本发明中，上釉过程采用喷涂上釉的方式进行，为三次喷涂成型，每次喷涂釉料的浆液厚度为0.5~1mm，相邻两侧上釉操作之间的时间间隔为10~15s。
在本发明中，为了提高焙烧的可控性和产品品质的稳定性，焙烧炉应采用电子控温式焙烧炉。
在本发明中，焙烧炉内的住火温度不低于1240℃。
在本发明中，绝缘瓷套的接口外表面上还喷涂成型有一层诺麦克斯(Nomex)纤维，以得到成型绝缘接头的同时增加接口的稳固性，避免了接口的断裂。
有益效果：本发明的生产工艺条件下制备的绝缘瓷套产品强度高、耐冲击性能优越，可以有效防止在运输、安装过程中的破损，且密度相对轻，施工方便，同时，其击穿电压高，电绝缘性能优越，可以广泛应用在高压设备领域。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
在实施例中，绝缘瓷套按照以下工艺步骤制备：
首先，调好绝缘瓷泥料，将泥料加入球磨机球磨3h，将球磨后的泥料过200目筛，取过筛后的泥料依次进行强磁除铁、化学除铁以及电解法除铁的三级除铁除铁操作，除铁后的泥料干燥备用。另一边，将不饱和聚酯树脂配制成浓度为5%的溶液，将过筛泥料与不饱和聚酯树脂溶液加入混料釜中配制成固相体积含量为40%的悬浮体混合浆料，然后依次在浆料中加入占浆料质量比0.2%的纯碱、2%的硼砂、1.5%的氧化钙、1%的氧化锆以及0.1%的钒，同时，为提高浆料制成瓷泥配料后的加工性能，另外还加入有占浆料质量比0.3%~0.8%的过氧化苯甲酸叔丁酯作为固化剂、占浆料质量比1%~1.5%的硬脂酸锌作为脱模剂、占浆料质量比0.5%~1%的油酸作为表面活性剂，将这些物料与悬浮体混合浆料在混料釜中混合均匀后，保持混料釜真空，在真空状态下将混料釜加热到600℃保持6小时后降至室温，然后将混料釜中的混合浆料放入榨泥机中榨泥，并将榨泥后的泥块压实练泥并制坯，然后将制成的坯料置于开放的没空气流通的环境中，保持相对湿度40%~45%、温度22℃~24℃，陈腐72h。
陈腐后的坯料在真空度为80KPa的条件下进行二次压实练泥，练泥完成好的坯料通电进行电阴干，电阴干后修坯成型，修坯操作包括表面切削以及研磨，其切削过程需要同时对坯料的内表面和外表面进行切削，且在切削过程中切割刀的进刀速度不大于3mm/min，同时，在切割刀的切割部位保留有8mm的研磨量，而研磨时研磨机床的设定的转速为35rad/min。
修坯成型后的坯料在保持室内密闭的条件下室温干燥，干燥后的坯料进行三次喷涂上釉，每次喷涂釉料的浆液厚度为0.5~1mm，相邻两侧上釉操作之间的时间间隔为10s，釉料喷涂完成后在绝缘瓷套的接口外表面上还喷涂成型有一层诺麦克斯(Nomex)纤维，喷涂完成后将坯料推入电子控温式焙烧炉中进行焙烧，其焙烧过程采取十段焙烧，在电子控温式焙烧炉上设定的十段升温焙烧的温度及保持时间依次为：70℃保持350min，110℃保持12min，120℃保持460min，200℃保持460min，320℃保持300min，420℃保持260min，550℃保持660min，950℃保持1200mm，1100℃保持300min，1240℃保持150min；且在此过程中，升温速度为160℃/h。
而在上述升温焙烧完成后并采用六段式降温焙烧，在电子控温式焙烧炉上设定的六段降温过程的温度及保持时间依次为住火（住火温度1280℃）保持60min，1100℃保持120min；900℃保持680min；600℃保持700min；400℃保持1220min；200℃保持700min，此过程中，若需要降温，其降温速率为180℃/h。在200℃保持700min的步骤完成后自然降温至室温并稳定后取出烧制成型的坯料。
烧制成型的坯料室温放置3~5天，取出然后对边角及底座进行修整切割，并对产品表面进行表面加工，加工完成后，胶连密封套件即制得成品的500KV级绝缘瓷套。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，具体包括以下操作步骤：
①选取绝缘瓷泥料进行称量并加入球磨机中球磨2~3h，过200目筛，然后将不饱和聚酯树脂配制成浓度为5~8%的溶液，将过筛泥料与不饱和聚酯树脂溶液加入混料釜中配制成固相体积含量为30%~50%的悬浮体混合浆料，然后在浆料中加入占浆料质量比0.2~0.25%的纯碱、2~3%的硼砂、1~2%的氧化钙、0.6～1.2%的氧化锆以及0.05～0.2%的钒，将混合浆液在混料釜中保持真空，并加热到600~700℃保持4~6小时后降至室温；
②将混合浆料取出，放入榨泥机中进行榨泥操作，将榨泥操作完成后的泥块压实练泥并制坯，制成的坯料在相对湿度30%~50%、22℃~24℃的条件下陈腐36~72h；
③将陈腐完成后的坯料在真空度为50~80KPa的条件下进行二次压实练泥，并将练泥完成好的坯料进行电阴干后修坯成型，将修坯成型后的坯料在保持室内密闭的条件下室温干燥，并在上釉后进行焙烧，其焙烧过程中，升温烧结时的升温速率为140℃/h~160℃/h，并采用十段式升温焙烧，其十段升温焙烧中各段温度及保持时间依次为：70℃保持320~350min，110℃保持100~120min，120℃保持450~480min，200℃保持450~480min，320℃保持300~500min，420℃保持200~300min，550℃保持600~700min，950℃保持1000~1250mm，1100℃保持300~350min，1240℃保持150~200min；十段式升温焙烧完成后为六段式降温焙
烧，六段降温焙烧各自段内的温度为住火保持60min，1100℃保持120~140min；900℃保持650~700min；600℃保持700~720min；400℃保持1200~1250min；200℃保持600~750min，其各段温差之间的降温速率为160℃/h~200℃/h；
④焙烧完成后的坯料室温放置3~5天，取出然后对边角及底座进行修整切割，并对产品表面进行表面加工，加工完成后，胶连密封套件即制得成品。
2.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，所述绝缘瓷泥料在进行球磨机球磨后进行除铁操作，除铁操作为三级除铁，包括前段的强磁除铁、中间段的化学除铁以及后段的电解法除铁。
3.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，在步骤①的混合浆料中加入有固化剂、脱模剂以及表面活性剂，所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，加入量为混合浆液总质量的0.3%~0.8%，所述脱模剂为硬脂酸锌，加入量为混合浆液总质量的1%~1.5%，所述表面活性剂为油酸，其加入量为混合浆液总质量的0.5%~1%。
4.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，修坯成型包括表面切削以及研磨两个步骤，其中，切削过程需要同时对坯料的内表面和外表面进行切削，为防止崩瓷过大造成瓷套报废情况的发生，切削过程中切割刀/锯片的进刀速度不大于3mm/min，且在切割刀/锯片的切割部位保留5mm-10mm的研磨量，而研磨时研磨机床的转速固定为32~38rad/min。
5.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，上釉过程采用喷涂上釉的方式进行，为三次喷涂成型，每次喷涂釉料的浆液厚度为0.5~1mm，相邻两侧上釉操作之间的时间间隔为10~15s。
6.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，焙烧炉内的住火温度不低于1240℃。
7.根据权利要求1所述的500KV级绝缘瓷套的连续生产工艺，其特征在于，绝缘瓷套的接口外表面上还喷涂成型有一层诺麦克斯纤维。
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