CN107932811B - 一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统及其浇注方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统，包括环氧树脂浇注模具、注料罐、储气压力罐、气体压缩机、真空泵、绝缘气体储气充气装置和气体回收装置；所述注料罐通过注料管与环氧树脂浇注模具连接，储气压力罐位于注料罐和气体压缩机之间，其与注料罐和气体压缩机之间均为管道连接；真空泵和绝缘气体储气充气装置分别通过抽真空管路和气体加注管路与环氧树脂浇注模具连接，气体回收装置通过气体回收管路并联在气体加注管路上。这种干式套管绝缘体真空加气浇注系统采用对专用模具抽真空并加注绝缘气体的方法，实现环氧树脂自动压力凝，提高了产品的绝缘水平，降低了局部放电的可能性，具有生产手段先进，人工干预少，产品成品率高的特点。

Description

一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统及其浇注方法

技术领域

本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统及其浇注方法。

背景技术

目前，在电力设备上越来越多的开始采用干式套管，以代替普遍采用的瓷套式结构套管。主体是瓷土材料烧制成型的瓷套式套管在绝缘和机械强度方面存在许多缺陷和弱点，被干式套管取代成为一种必然。而作为一种新技术，干式套管尤其是干式套管的主绝缘体在制造工艺上还有许多提升的空间。目前，对电压等级比较低的干式套管采用的制造方法多为使用模具热压成型的环氧树脂压力凝胶技术，这种产品成形快，成品率高，但是由于在制造过程中对模具充假环氧树脂时不可避免的带入空气，就可能在套管绝缘体中裹入气泡，影响产品质量。对于高电压等级的套管尤为如此。而目前对高电压干式套管的生产中，大多采用环氧树脂浸渍技术，该技术比较压力凝胶技术而言有着更为严重的缺陷，其浸渍过程带入气泡更多，产品的成品率更低。上述方法均受制于绝缘性能较差的空气难以被有效控制，并裹入到套管绝缘体中，严重的影响了产品的电气性能。这个技术缺陷限制了产品在高电压上的使用。

为解决上述问题，本发明采用了改进注料方式的压力凝胶技术，即对模具进行预抽真空并预加注绝缘较好的气体，如六氟化硫气体，代替原模具模腔中的绝缘性能较差的空气。当采用环氧树脂压力凝胶技术制造套管绝缘体式，因预先在模腔内注入了纯净的绝缘性能极佳的六氟化硫气体，使得注料过程中没有空气被裹入，极大地提升了产品的电气性能，提高了产品的成品率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种绝缘及密封效果好，产品成品率高的干式套管绝缘体真空加气浇注系统及其浇注方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统，包括环氧树脂浇注模具、注料罐、储气压力罐、气体压缩机、真空泵、绝缘气体储气充气装置和气体回收装置；所述注料罐的底部通过注料管连接在环氧树脂浇注模具的下方，所述储气压力罐位于注料罐和气体压缩机之间，其与注料罐的顶部和气体压缩机之间均为管道连接；所述真空泵和绝缘气体储气充气装置分别通过抽真空管路和气体加注管路连接在环氧树脂浇注模具的顶部，所述气体回收装置通过气体回收管路并联在气体加注管路上。

作为优选，所述环氧树脂浇注模具由静模和动模组成；所述静模和动模相互贴合在一起，其合模处形成用于产品热压成型的模腔；所述模腔的上部呈伞裙状，下部呈圆柱状，其上下两端分别设置有上模头和下模头；所述静模的上端部设置有溢料通道，所述溢料通道的顶端与设置在环氧树脂浇注模具外部的抽真空管路和气体加注管路连通，下端通过上模头与模腔连通；所述静模的下方设置有注料槽，该注料槽一端与模腔的下部连通，另一端延伸在静模的外部并形成注料口，所述注料口与注料管连通。

作为优选，所述静模和动模的背面均设置有后背板，所述后背板上横向均匀地设置有若干圆通孔，所述圆通孔内嵌装有电加热棒。

作为优选，所述静模和动模的合模面上各开设有两条周圈密闭的槽口，所述槽口内嵌设有耐高温密封胶条，形成两道密封圈。

作为优选，所述静模的顶部设置有溢料观察装置，所述气体加注管路通过溢料观察装置与溢料通道连接。

作为优选，所述注料管路上靠近环氧树脂浇注模具处的部位设置有第十一阀门，靠近注料罐处的部位设置有第十二阀门；所述连接注料罐和储气压力罐的管道上设置有第一阀门和第二阀门，连接储气压力罐和气体压缩机的管道上设置有第三阀门和第四阀门，其中，第一阀门靠近注料罐，第二阀门和第三阀门均靠近储气压力罐，第四阀门靠近气体压缩机。

作为优选，所述抽真空管路上靠近环氧树脂浇注模具处的部位设置有第八阀门，靠近真空泵处的部位设置有第五阀门。

作为优选，所述气体加注管路上靠近溢料观察装置处的部位设置有第九阀门，靠近绝缘气体储气充气装置处的部位设置有第七阀门，且所述气体加注管路上还设置有第十阀门，该第十阀门位于并联的气体加注管路和气体回收管路之间，所述气体回收管路上靠近气体回收装置处的部位设置有第六阀门。

作为优选，所述注料罐的顶部及气体加注管路上靠近环氧树脂浇注模具处的部位均设置有压力表，所述真空泵上设置有真空表。

一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统的浇注方法，包括以下步骤：

第一步，先将所述的环氧树脂浇注模具安装在环氧树脂自动凝胶压力机上，安装好模头及相关配件，连接好系统设备和各条管路，并通过环氧树脂浇注模具后背板上的电加热棒对环氧树脂浇注模具进行加热；

第二步，启动气体压缩机，并打开第三阀门和第四阀门，开始对储气压力罐进行加压充气，当储气压力罐上的压力表数值达到10Mpa时，关闭气体压缩机，并关闭第三阀门和第四阀门；

第三步，启动储气压力罐，并打开第一阀门、第二阀门，开始对注料罐进行加压，直到注料罐上的压力表数值达到注料要求值，关闭第一阀门；

第四步，在环氧树脂浇注模具温度达到要求后，启动真空泵，并打开第五阀门和第八阀门，对环氧树脂浇注模具进行抽真空，直到其达到全真空状态，然后关闭第五阀门和第八阀门以及真空泵；

第五步，启动绝缘气体储气充气装置，并打开第七阀门、第十阀门和第九阀门，开始对环氧树脂浇注模具内的模腔充加绝缘气体，检查气体加注管路上的压力表，直至达到合适压力要求，关闭第七阀门、第十阀门和第九阀门以及绝缘气体储气充气装置；

第六步，打开环氧树脂浇注模具上方的第九阀门，并打开气体回收装置上的第六阀门，开启气体回收装置，接着打开环氧树脂浇注模具与注料罐之间注料管上的第十一阀门和第十二阀门，开始对环氧树脂浇注模具进行注料；

第七步，观察环氧树脂浇注模具上方的溢料观察装置，当有环氧树脂料出现时，立刻关闭第九阀门，片刻后关闭气体回收装置；

第八步，再次打开第一阀门开始对注料罐进行二次加压，观察注料罐上的压力表，达到要求时关闭第一阀门，保持压力不变并关闭储气压力罐；

第九步，根据工艺要求保持压力至规定时间，判断环氧树脂浇注模具模腔内的环氧树脂已固化成型后，关闭第十一阀门和第十二阀门；

第十步，启动自动凝胶压力机，移动动模板，打开环氧树脂浇注模具，取出已浇注成型的套管绝缘体，整理后送入烘箱，进行后固化；

第十一步，对环氧树脂浇注模具及各条管路进行清理，转入下一次浇注。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种干式套管绝缘体真空加气浇注系统利用自动成型压力机，使用专用密封模具，采用对模具抽真空加绝缘气体的方法，实现环氧树脂自动压力凝，完成套管绝缘体的浇注成型，其有效的避免了传统的环氧树脂压力凝胶技术模腔内的绝缘性能较差的空气被包裹进绝缘体内的缺陷，特别是模具腔体抽真空后再充入绝缘气体的方法，使得浇注后的绝缘体内不存在绝缘弱点，极大的提高了产品的绝缘水平，降低了局部放电的可能性，具有生产手段先进，人工干预少，产品成品率高的特点；所生产的套管绝缘体形成的产品具有绝缘性能高，电气性能优异，机械强度高等特点。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统结构示意图；

图2是本发明一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统中环氧树脂浇注模具内部结构示意图；

图3是本发明一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统中环氧树脂浇注模具底部结构示意图。

图中：1、环氧树脂浇注模具；10、模腔；11、静模；111、注料槽；112、注料口；12、动模；13、圆通孔；14、电加热棒；15、槽口；16、耐高温密封胶条；17、溢料通道；18、溢料观察装置；19、后背板；2、注料罐；21、注料管；211、第十一阀门；212、第十二阀门；3、储气压力罐；31、第一阀门；32、第二阀门；33、第三阀门；34、第四阀门；4、气体压缩机；5、真空泵；51、抽真空管路；511、第五阀门；512、第八阀门；6、绝缘气体储气充气装置；61、气体加注管路；611、第七阀门；612、第十阀门；7、气体回收装置；71、气体回收管路；711、第六阀门；712、第九阀门；8、上模头；9、下模头。

实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

图1所示一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统，包括环氧树脂浇注模具1、注料罐2、储气压力罐3、气体压缩机4、真空泵5、绝缘气体储气充气装置6和气体回收装置7；所述注料罐2的底部通过注料管21连接在环氧树脂浇注模具1的下方，所述储气压力罐3位于注料罐2和气体压缩机4之间，其与注料罐2的顶部和气体压缩机4之间均为管道连接；所述真空泵5和绝缘气体储气充气装置6分别通过抽真空管路51和气体加注管路61连接在环氧树脂浇注模具1的顶部，所述气体回收装置7通过气体回收管路71并联在气体加注管路61上。

如图2和图3所示，所述环氧树脂浇注模具1由静模11和动模12组成；所述静模11和动模12相互贴合在一起，其合模处形成用于产品热压成型的模腔10；所述模腔10的上部呈伞裙状，用以形成套管绝缘体的上部，下部呈圆柱状，用以形成套管绝缘体的尾部，所述模腔10的上下两端分别设置有上模头8和下模头9；所述静模11的上端部设置有溢料通道17，所述溢料通道17的顶端与设置在环氧树脂浇注模具1外部的抽真空管路51和气体加注管路61连通，下端通过上模头8与模腔10连通，其用于对环氧树脂浇注模具1进行抽真空、加注绝缘气体和溢料之用；所述静模11的下方设置有注料槽111，该注料槽111一端与模腔10的下部连通，另一端延伸在静模11的外部并形成注料口112，所述注料口112与注料管21连通。

上述环氧树脂浇注模具1安装在环氧树脂自动凝胶压力机上，所述注料罐2用于存放环氧树脂料，所述储气压力罐3用于存放绝缘或干燥气体，所述气体压缩机4用于对注料罐2进行加压，所述真空泵5用于对环氧树脂浇注模具1内的模腔10 抽真空，所述绝缘气体储气充气装置6用于对环氧树脂浇注模具1内的模腔10加注绝缘气体，所述气体回收装置7用于对模腔10内的绝缘气体进行回收。

为了能够对模具进行加热，所述静模11和动模12的背面均设置有后背板19，所述后背板19上横向均匀地设置有若干圆通孔13，所述圆通孔13内嵌装有电加热棒14。

为了使静模11和动模12合模后，其形成的模腔10内具有更好的密封效果，保证合模面无漏气，所述静模11和动模12的合模面上各开设有两条周圈密闭的槽口15，所述槽口15内嵌设有耐高温密封胶条16，形成两道密封圈。

为了能够对模腔10中注入的环氧树脂料注入情况直观了解，所述静模11的顶部设置有溢料观察装置18，所述气体加注管路61通过溢料观察装置18与溢料通道17连接。

为了能够根据工艺要求控制各个管路及器件，所述注料管21上靠近环氧树脂浇注模具1处的部位设置有第十一阀门211，靠近注料罐2处的部位设置有第十二阀门212；所述连接注料罐2和储气压力罐3的管道上设置有第一阀门31和第二阀门32，连接储气压力罐3和气体压缩机4的管道上设置有第三阀门33和第四阀门34，其中，第一阀门31靠近注料罐2，第二阀门32和第三阀门33均靠近储气压力罐3，第四阀门34靠近气体压缩机4；所述抽真空管路51上靠近环氧树脂浇注模具1处的部位设置有第八阀门512，靠近真空泵5处的部位设置有第五阀门511；所述气体加注管路61上靠近溢料观察装置18处的部位设置有第九阀门712，靠近绝缘气体储气充气装置6处的部位设置有第七阀门611，且所述气体加注管路61上还设置有第十阀门612，该第十阀门612位于并联的气体加注管路61和气体回收管路71之间，所述气体回收管路71上靠近气体回收装置7处的部位设置有第六阀门711；所述储气压力罐3上、注料罐2的顶部及气体加注管路61上靠近环氧树脂浇注模具1处的部位均设置有压力表，所述真空泵5上设置有真空表。

一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统的浇注方法，包括以下步骤：

第一步，先将所述的环氧树脂浇注模具1安装在环氧树脂自动凝胶压力机上，安装好模头及相关配件，连接好系统设备和各条管路，并通过环氧树脂浇注模具1后背板19上的电加热棒14对环氧树脂浇注模具1进行加热；

第二步，启动气体压缩机4，并打开第三阀门33和第四阀门34，开始对储气压力罐3进行加压充气，当储气压力罐3上的压力表数值达到10Mpa时，关闭气体压缩机4，并关闭第三阀门33和第四阀门34；

第三步，启动储气压力罐3，并打开第一阀门31、第二阀门32，开始对注料罐2进行加压，直到注料罐2上的压力表数值达到注料要求值，关闭第一阀门31；

第四步，在环氧树脂浇注模具1温度达到要求后，启动真空泵5，并打开第五阀门511和第八阀门512，对环氧树脂浇注模具1进行抽真空，直到其达到全真空状态，然后关闭第五阀门511和第八阀门512以及真空泵5；

第五步，启动绝缘气体储气充气装置6，并打开第七阀门611、第十阀门612和第九阀门712，开始对环氧树脂浇注模具1内的模腔10充加绝缘气体，检查气体加注管路61上的压力表，直至达到合适压力要求，关闭第七阀门611、第十阀门612和第九阀门712以及绝缘气体储气充气装置6；

第六步，打开环氧树脂浇注模具1上方的第九阀门712，并打开气体回收装置7上的第六阀门711，开启气体回收装置7，接着打开环氧树脂浇注模具1与注料罐2之间注料管21上的第十一阀门211和第十二阀门212，开始对环氧树脂浇注模具1进行注料；

第七步，观察环氧树脂浇注模具1上方的溢料观察装置18，当有环氧树脂料出现时，立刻关闭第九阀门712，片刻后关闭气体回收装置7；

第八步，再次打开第一阀门31开始对注料罐2进行二次加压，观察注料罐2上的压力表，达到要求时关闭第一阀门31，保持压力不变并关闭储气压力罐3；

第九步，根据工艺要求保持压力至规定时间，判断环氧树脂浇注模具1模腔10内的环氧树脂已固化成型后，关闭第十一阀门211和第十二阀门212；

第十步，启动自动凝胶压力机，移动动模板，打开环氧树脂浇注模具1，取出已浇注成型的套管绝缘体，整理后送入烘箱，进行后固化；

第十一步，对环氧树脂浇注模具1及各条管路进行清理，转入下一次浇注。

这种干式套管绝缘体真空加气浇注系统利用自动成型压力机，使用专用密封模具，采用对模具抽真空加绝缘气体的方法，实现环氧树脂自动压力凝，完成套管绝缘体的浇注成型，其有效的避免了传统的环氧树脂压力凝胶技术模腔内的绝缘性能较差的空气被包裹进绝缘体内的缺陷，特别是模具腔体抽真空后再充入绝缘气体的方法，使得浇注后的绝缘体内不存在绝缘弱点，极大的提高了产品的绝缘水平，降低了局部放电的可能性，具有生产手段先进，人工干预少，产品成品率高的特点；所生产的套管绝缘体形成的产品具有绝缘性能高，电气性能优异，机械强度高等特点。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统，其特征是，包括环氧树脂浇注模具（1）、注料罐（2）、储气压力罐（3）、气体压缩机（4）、真空泵（5）、绝缘气体储气充气装置（6）和气体回收装置（7）；所述注料罐（2）的底部通过注料管（21）连接在环氧树脂浇注模具（1）的下方，所述储气压力罐（3）位于注料罐（2）和气体压缩机（4）之间，其与注料罐（2）的顶部和气体压缩机（4）之间均为管道连接；所述真空泵（5）和绝缘气体储气充气装置（6）分别通过抽真空管路（51）和气体加注管路（61）连接在环氧树脂浇注模具（1）的顶部，所述气体回收装置（7）通过气体回收管路（71）并联在气体加注管路（61）上；所述环氧树脂浇注模具（1）由静模（11）和动模（12）组成；所述静模（11）和动模（12）相互贴合在一起，其合模处形成用于产品热压成型的模腔（10）；所述模腔（10）的上部呈伞裙状，下部呈圆柱状，其上下两端分别设置有上模头（8）和下模头（9）；所述静模（11）的上端部设置有溢料通道（17），所述溢料通道（17）的顶端与设置在环氧树脂浇注模具（1）外部的抽真空管路（51）和气体加注管路（61）连通，下端通过上模头（8）与模腔（10）连通；所述静模（11）的下方设置有注料槽（111），该注料槽（111）一端与模腔（10）的下部连通，另一端延伸在静模（11）的外部并形成注料口（112），所述注料口（112）与注料管（21）连通；所述静模（11）和动模（12）的背面均设置有后背板（19），所述后背板（19）上横向均匀地设置有若干圆通孔（13），所述圆通孔（13）内嵌装有电加热棒（14）；所述静模（11）和动模（12）的合模面上各开设有两条周圈密闭的槽口（15），所述槽口（15）内嵌设有耐高温密封胶条（16），形成两道密封圈；所述静模（11）的顶部设置有溢料观察装置（18），所述气体加注管路（61）通过溢料观察装置（18）与溢料通道（17）连接。

2.根据权利要求1所述的干式套管绝缘体真空加气浇注系统，其特征是，所述注料管（21）上靠近环氧树脂浇注模具（1）处的部位设置有第十一阀门（211），靠近注料罐（2）处的部位设置有第十二阀门（212）；所述连接注料罐（2）和储气压力罐（3）的管道上设置有第一阀门（31）和第二阀门（32），连接储气压力罐（3）和气体压缩机（4）的管道上设置有第三阀门（33）和第四阀门（34），其中，第一阀门（31）靠近注料罐（2），第二阀门（32）和第三阀门（33）均靠近储气压力罐（3），第四阀门（34）靠近气体压缩机（4）。

3.根据权利要求1所述的干式套管绝缘体真空加气浇注系统，其特征是，所述抽真空管路（51）上靠近环氧树脂浇注模具（1）处的部位设置有第八阀门（512），靠近真空泵（5）处的部位设置有第五阀门（511）。

4.根据权利要求1所述的干式套管绝缘体真空加气浇注系统，其特征是，所述气体加注管路（61）上靠近溢料观察装置（18）处的部位设置有第九阀门（712），靠近绝缘气体储气充气装置（6）处的部位设置有第七阀门（611），且所述气体加注管路（61）上还设置有第十阀门（612），该第十阀门（612）位于并联的气体加注管路（61）和气体回收管路（71）之间，所述气体回收管路（71）上靠近气体回收装置（7）处的部位设置有第六阀门（711）。

5.根据权利要求1所述的干式套管绝缘体真空加气浇注系统，其特征是，所述注料罐（2）的顶部及气体加注管路（61）上靠近环氧树脂浇注模具（1）处的部位均设置有压力表，所述真空泵（5）上设置有真空表。

6.一种干式套管绝缘体真空加气浇注系统的浇注方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步，先将所述的环氧树脂浇注模具（1）安装在环氧树脂自动凝胶压力机上，安装好模头及相关配件，连接好系统设备和各条管路，并通过环氧树脂浇注模具（1）后背板（19）上的电加热棒（14）对环氧树脂浇注模具（1）进行加热；

第二步，启动气体压缩机（4），并打开第三阀门（33）和第四阀门（34），开始对储气压力罐（3）进行加压充气，当储气压力罐（3）上的压力表数值达到10Mpa时，关闭气体压缩机（4），并关闭第三阀门（33）和第四阀门（34）；

第三步，启动储气压力罐（3），并打开第一阀门（31）、第二阀门（32），开始对注料罐（2）进行加压，直到注料罐（2）上的压力表数值达到注料要求值，关闭第一阀门（31）；

第四步，在环氧树脂浇注模具（1）温度达到要求后，启动真空泵（5），并打开第五阀门（511）和第八阀门（512），对环氧树脂浇注模具（1）进行抽真空，直到其达到全真空状态，然后关闭第五阀门（511）和第八阀门（512）以及真空泵（5）；

第五步，启动绝缘气体储气充气装置（6），并打开第七阀门（611）、第十阀门（612）和第九阀门（712），开始对环氧树脂浇注模具（1）内的模腔（10）充加绝缘气体，检查气体加注管路（61）上的压力表，直至达到合适压力要求，关闭第七阀门（611）、第十阀门（612）和第九阀门（712）以及绝缘气体储气充气装置（6）；

第六步，打开环氧树脂浇注模具（1）上方的第九阀门（712），并打开气体回收装置（7）上的第六阀门（711），开启气体回收装置（7），接着打开环氧树脂浇注模具（1）与注料罐（2）之间注料管（21）上的第十一阀门（211）和第十二阀门（212），开始对环氧树脂浇注模具（1）进行注料；

第七步，观察环氧树脂浇注模具（1）上方的溢料观察装置（18），当有环氧树脂料出现时，立刻关闭第九阀门（712），片刻后关闭气体回收装置（7）；

第八步，再次打开第一阀门（31）开始对注料罐（2）进行二次加压，观察注料罐（2）上的压力表，达到要求时关闭第一阀门（31），保持压力不变并关闭储气压力罐（3）；

第九步，根据工艺要求保持压力至规定时间，判断环氧树脂浇注模具（1）模腔（10）内的环氧树脂已固化成型后，关闭第十一阀门（211）和第十二阀门（212）；

第十步，启动自动凝胶压力机，移动动模板，打开环氧树脂浇注模具（1），取出已浇注成型的套管绝缘体，整理后送入烘箱，进行后固化；

第十一步，对环氧树脂浇注模具（1）及各条管路进行清理，转入下一次浇注。