CN105788916B - 一种中压固封极柱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中压固封极柱及其制造方法。该包括中压固封极柱的制造方法主要包括：预处理、混料、压力注射、后固化四个步骤，具体为：预热原料并清洗及预热设备，然后在真空度3.0E1Pa以下、30‑35℃的温度下进行混料脱气，搅拌的转速为30‑40r/min，脱气时间为60‑120min，之后进行压力注射，然后进行固化，初始固化温度为90±2℃，待最后一批制品放入固化炉后升温至130±2℃固化8h‑10h，得到所述的中压固封极柱。本发明提供的中压固封极柱由上述制造方法所制得。该中压固封极柱能够应用于中压一次配电开关，提高配电网的安全可靠性。

Description

一种中压固封极柱及其制造方法

技术领域

本发明属于中压配电设备制造技术领域，具体而言，涉及一种中压固封极柱及其制造方法。

背景技术

固封极柱技术依赖于APG工艺，即环氧树脂自动压力凝胶成型工艺。采用APG工艺生产环氧树脂绝缘件，主要包括三个过程：前期混料、自动压力凝胶、成型后固化。APG生产工艺将固封极柱的生产规范化，标准化，大大提高了固化物内部结构的致密性，提高了固封极柱的绝缘性能、机械强度和尺寸精度。目前的APG生产工艺虽然具有高的强度、热阻性及韧性，但是这种工艺主要存在三个难题需要去解决：

(1)由于在制造过程中无法彻底消去内部的气泡，易导致相应的中压配电设备在运行过程中气泡过压发生爆炸现象，或者局部受热不均产生裂缝；

(2)所使用的浇注材料是由环氧树脂和带两种或多种直径分布的化合物组成的，它们常常是不易降解的材料，会破坏环境；

(3)在南方，固体绝缘断路器和环网柜户外工作时，易产生表面污秽与凝露，导致相间绝缘闪络，以致大面积停电。

因此，研究新的制造工艺流程，减少因为APG工艺和内部不正常温升造成的固体绝缘环网柜、断路器出现故障几率，对提高配电网的安全可靠性具有非常重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中压固封极柱及其制造方法。该制造方法从原料的选择及配比、以及制备工艺等方面对现有技术进行了优化，使制造得到的中压固封极柱能够应用于中压一次配电开关，提高配电网的安全可靠性。

为达到上述目的，本发明提供一种中压固封极柱的制造方法，其包括以下步骤：

预处理：使填料在110±2℃预热4h±2min，清洗真空灭弧室、真空管、出线座和嵌件，然后使真空灭弧室、真空管、出线座、嵌件以及模具的镶件在160±2℃预热3h±2min；

混料：将环氧树脂、固化剂、填料和色浆在混料小车内混合，先手动搅拌(手动搅拌至大致混合即可，可以为几圈)，再沿导轨推上搅拌架，下降混料盖进行搅拌，初始的搅拌速度为10r/min-15r/min，待填料全部混入环氧树脂中后(约5min-10min)，抽真空并将搅拌速度提高，在真空度3.0E1Pa以下、30-35℃的温度下进行混料脱气，搅拌的转速为30-40r/min，脱气时间为60-120min，完成后合上小车盖子，推至注射机旁等待注射；

压力注射：将混料小车的出料口与注射机的注射嘴相连接，将快速接头与压缩空气连接，打开控制开关，然后调节注射压力对空注射，以排除混料器及管道内的气体及旧料，直至见到新的混料为止，按照注射工艺要求(本领域技术人员能够根据中压固封极柱产品的不同采用不同的注射工艺，注射工艺均为本领域常规的)开始注射，保压时间到达后，卸掉压力，打开模具(根据中压固封极柱产品的不同采用不同的模具)，取出制品，卸下制品上的镶件，检查制品并对其进行处理修补，同时，清理模具，以待继续生产制品；

后固化：使成型后的制品在固化炉内进行固化，初始固化温度为90±2℃，待最后一批制品放入固化炉后升温至130±2℃固化8h-10h，得到所述的中压固封极柱。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述环氧树脂包括亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CY5893CI、亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CW229CI和陶氏化学有限公司生产的环氧树脂ER108中的一种或几种的组合，所述固化剂包括亨斯迈先进化工材料有限公司生产的固化剂HY5894CI、亨斯迈先进化工材料有限公司生产的固化剂HW229CI和陶氏化学有限公司生产的固化剂EH301中的一种或几种的组合。更优选地，采用亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CY5893CI与固化剂HY5894CI配合使用，采用亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CW229CI与固化剂HW229CI配合使用，或者采用陶氏化学有限公司生产的环氧树脂ER108与固化剂EH301配合使用。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述步骤(1)还包括对环氧树脂进行预热，预热温度为40-50℃。根据环氧树脂的牌号，如E44、E51等、固化的方式，如常温固化还是加温固化、允许操作的时限等来设定预热的温度和时间。一般是在40-50℃预热，优选采用水浴进行预热，预热时间随着进行预热的环氧树脂的量而变化，只要使环氧树脂达到40-50℃即可。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述步骤(2)中，以质量份计，环氧树脂为100份，固化剂为75-100份，填料为330-340质量份，色浆为1-2份。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述填料为硅微粉，如硅微粉S602。

本发明所采用的制作中压固封极柱的原料在室温下稳定，高温下反应活性高，能够迅速凝胶化，固化周期短，并且具有良好的抗开裂性能和温度冲击性能。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述步骤(3)中对制品进行处理修补包括清理毛刺、废边，以及对嵌件内浸入树脂的制品用丝锥攻丝。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述的中压固封极柱的制造方法还包括以下步骤：步骤(4)固化结束后，对制品进行后处理，所述后处理包括打磨修补处，使制品表面光滑。

在上述的中压固封极柱的制造方法中，优选地，所述后处理还包括：在制品表面涂抹表面光亮剂。

另一方面，本发明还提供一种中压固封极柱，其是由上述的制造方法所制造得到的。该中压固封极柱能够应用于中压一次配电开关，提高配电网的安全可靠性。

本发明提供的中压固封极柱的制造方法从原料的选择及配比、以及制备工艺(包括混料时间、混料温度、后固化时间及温度等工艺参数)等方面对现有技术进行了优化。例如：现使用的后固化工艺为：固化温度为130℃，固化时间为8h-10h。但是在连续生产时，不同批次的制品会放入同一固化炉中固化，会产生固化时间长短不一的问题。而本发明所采用的后固化工艺则可以避免该问题。本发明的制造方法能够彻底消去混料内部的气泡，避免相应的中压配电设备在运行过程中气泡过压发生爆炸现象，或者局部受热不均产生裂缝；并且所使用的原料易降解、不会破坏环境；同时能够减少固体绝缘环网柜、断路器出现故障的几率。采用本发明提供的中压固封极柱应用于中压一次配电开关，能够提高配电网的安全可靠性。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

下面以具体实施例来详细说明本发明。

1、原料的确定

根据中压固封极柱的玻璃化温度、拉伸强度等技术要求，以及APG注射材料的反应特点，最终确定了三组环氧树脂与固化剂材料，如表1所示。

表1环氧树脂与固化剂

同时，分别对表1中的环氧树脂与固化剂材料进行了理化性能检测，结果如表2所示。并且建立三组环氧树脂体系，并对其理化性能进行检测，结果如表3所示。检测结果显示三组原料均能满足使用要求。

表2环氧树脂及固化剂的性能指标

表3环氧树脂体系的性能指标

2、中压固封极柱的制备

在确定原料以后，配备齐全所需的工器具，进行中压固封极柱的制备，其包括以下步骤：

(1)预处理：

使硅微粉填料在110℃进行预热4h，以除去里面的水分，环氧树脂在冬天气温较低时也需40-50℃进行预热，用酒精将真空灭弧室、真空管、出线座和嵌件进行清洗，洗掉灰尘和污渍，然后使真空灭弧室、真空管、出线座、嵌件以及模具的镶件在160℃进行预热3h；

(2)混料：

将环氧树脂、固化剂、填料(可不包括)和色浆按表4所示的比例在混料小车内混合，之后清理干净混料罐罐口残留树脂和填料，然后先手动搅拌几圈至原料初步混合均匀，再沿导轨推上搅拌架，下降混料盖进行搅拌(需要确保混料小车的密封圈在密封槽中)，刚开始搅拌时，转速设置为10r/min-15r/min，待填料全部混入树脂中后(约5min-10min)，抽真空并将转速提高(当不包括填料时，则不进行10r/min-15r/min的搅拌，直接抽真空进行混料脱气)，开始混料脱气，其工艺如表5所示，混料脱气完成后合上小车盖子，推至注射机旁等待注射；

表4原料及比例(质量份)

混料时根据注射制品数目计算各个原料的用量，要求各组分的质量称量准确，混料小车在使用前若需更换原料，则应用清洗剂洗去混料罐内表面附着物料，若配方不变，则可两周清洗一次，

表5混料脱气工艺

对于混料的脱气时间可视混料量而定，也可通过视窗观察，当停止搅拌时，若混料表面仍有气泡上返，则应适当延长脱气时间，直至基本上不见气泡为止；

(4)压力注射：

将混料小车的出料口与注射机的注射嘴相连接，连接应尽量紧密，以防止漏料，将快速接头与压缩空气连接，打开控制开关，然后调节注射压力对空注射，以排除混料器及管道内的气体及旧料，直至见到新的混料为止，在成型机上安装模具后，注射前测量模具的温度，然后按照注射工艺要求(不同的制品采用不同的注射工艺，均为本领域常规的)，开始注射，保压时间到达后，卸掉压力，打开模具，此时打开动模，取出制品，小心卸下制品上的镶件，防止弄伤制品，认真检查制品并对其进行处理修补，及时用刀片清理毛刺、废边，尤其是嵌件表面或内部，对嵌件内浸入树脂的制品，及时用丝锥攻丝，否则固化后很难清理，同时，清除残留在模具内的余胶与毛刺，视情况适当喷涂脱模剂至模具内壁，然后继续生产制品；

(5)后固化：

使在成型机上成型后的制品在固化炉内固化一段时间，初始固化温度为90℃，待最后一批制品放入固化炉后升温至130℃固化8h-10h，后固化结束后制品还要经过后处理，主要是打磨修补处和注料口，使制品表面光滑，若有必要可在制品表面涂抹表面光亮剂，处理后的制品即可在成品区摆放整齐。

对于制备得到的中压固封极柱进行外观检查、X射线探伤及耐压局放试验，结果显示各产品的性能良好，能够应用于中压一次配电开关。

以上述实施例的制造方法能够彻底消去混料内部的气泡，避免相应的中压配电设备在运行过程中气泡过压发生爆炸现象，或者局部受热不均产生裂缝；并且所使用的原料易降解、不会破坏环境；同时能够减少固体绝缘环网柜、断路器出现故障的几率。

Claims (9)

1.一种中压固封极柱的制造方法，其包括以下步骤：

(1)预处理：使填料在110±2℃预热4h±2min，清洗真空灭弧室、真空管、出线座和嵌件，使真空灭弧室、真空管、出线座、嵌件以及模具的镶件在160±2℃预热3h±2min；

(2)混料：将环氧树脂、固化剂、填料和色浆在混料小车内混合，先手动搅拌，再沿导轨推上搅拌架，下降混料盖进行搅拌，初始的搅拌速度为10r/min-15r/min，待填料全部混入环氧树脂中后，抽真空并将搅拌速度提高，在真空度3.0E1Pa以下、30-35℃的温度下进行混料脱气，搅拌的转速为30-40r/min，脱气时间为60-120min，完成后合上小车盖子，推至注射机旁等待注射；

(3)压力注射：将混料小车的出料口与注射机的注射嘴相连接，将快速接头与压缩空气连接，打开控制开关，然后调节注射压力对空注射，以排除混料器及管道内的气体及旧料，直至见到新的混料为止，按照注射工艺要求开始注射，保压时间到达后，卸掉压力，打开模具，取出制品，卸下制品上的镶件，检查制品并对其进行处理修补，同时，清理模具，以待继续生产制品；

(4)后固化：使成型后的制品在固化炉内进行固化，初始固化温度为90±2℃，待最后一批制品放入固化炉后升温至130±2℃固化8h-10h，得到所述的中压固封极柱。

2.根据权利要求1所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述环氧树脂包括亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CY5893CI、亨斯迈先进化工材料有限公司生产的环氧树脂CW229CI和陶氏化学有限公司生产的环氧树脂ER108中的一种或几种的组合，所述固化剂包括亨斯迈先进化工材料有限公司生产的固化剂HY5894CI、亨斯迈先进化工材料有限公司生产的固化剂HW229CI和陶氏化学有限公司生产的固化剂EH301中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述步骤(1)还包括对环氧树脂进行预热，预热温度为40-50℃。

4.根据权利要求1或2所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述步骤(2)中，以质量份计，环氧树脂为100份，固化剂为75-100份，填料为330-340质量份，色浆为1-2份。

5.根据权利要求1所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述填料为硅微粉。

6.根据权利要求1所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述步骤(3)中对制品进行处理修补包括清理毛刺、废边，以及对嵌件内浸入树脂的制品用丝锥攻丝。

7.根据权利要求1所述的中压固封极柱的制造方法，其还包括以下步骤：步骤(4)固化结束后，对制品进行后处理，所述后处理包括打磨修补处，使制品表面光滑。

8.根据权利要求7所述的中压固封极柱的制造方法，其中，所述后处理还包括：在制品表面涂抹表面光亮剂。

9.一种中压固封极柱，其是由权利要求1-8任一项所述的中压固封极柱的制造方法所制造得到的。