CN108305723A - 基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子 - Google Patents

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何金良
李传扬
林川杰
李琦
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Abstract

一种基于非线性材料掺杂的盆式绝缘子及支柱绝缘子，包括填充料混合步骤、一次混料步骤、二次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤，所述填充料混合步骤、一次混料步骤、二次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤依次进行。其有益效果是：在保持现有盆式绝缘子和支柱绝缘子外形不变的前提下，添加非线性材料到填充料中，将现有填料中掺入一定质量分数的微米级碳化硅微粉，能够显著改善局部电场畸变情况，提升盆式绝缘子及支柱绝缘子的运行稳定性。

Description

基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子
技术领域
本发明涉及输配电技术及装备领域，特别是一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子。
背景技术
目前，随着我国高压直流输电工程的快速发展，交直流高压、特高压输电技术已经蓬勃发展。然而，在这样的背景之下，现有的输配电设备故障率显著提高，其中，用于特高压GIS中的盆式绝缘子和支柱绝缘子沿面闪络问题导致的GIS故障屡见不鲜，而由于故障之后，绝缘子表面严重烧蚀导致无法判别故障原因，导致其故障原因具有隐蔽性。目前，由于表面电荷问题的研究逐渐明朗，这使得大部分研究学者认为特高压下沿面闪络很可能是由于表面缺陷导致的电荷积聚所引发，而目前单一材料体系的盆式绝缘子，无论是从形状还是从材料而言，都无法解决电荷积聚问题，而电荷积聚问题将制约直流输配电设备的发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子。具体设计方案为：
一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，包括填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤。
所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤一次进行。
所述填充料混合步骤中，将碳化硅与氧化铝填料进行混合，混合温度为130℃，添加碳化硅的质量份数为25份-30份。
所述二次混料步骤中，将填充料混合步骤混合物与环氧树脂在130℃下进行真空搅拌混合。
所述三次混料步骤中，将二次混料步骤混合物与固化剂进行真空混合并搅拌均匀。
所述浇注步骤中，将三次混料步骤混合物浇注到模具中进行固化。
所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤中各原料的质量份数为环氧树脂100份、氧化铝与碳化硅混合物330份、固化剂38份。
所述初步固化步骤中，工件位于模具中进行固化，固化温度为130℃，固化时间为8h。
二次固化步骤中，工件进行脱模后处于温箱中进行固化，固化时间为20h。
通过本发明的上述技术方案得到的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其有益效果是：
在保持现有盆式绝缘子和支柱绝缘子外形不变的前提下，添加非线性材料到填充料中，将现有填料中掺杂入一定质量分数的微米级碳化硅微粉，能够显著改善局部电场畸变情况，提升绝缘件运行稳定性。
附图说明
图1为本发明所述基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子的浇注工艺流程图；
图2是本发明所述基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子的交流闪络电压参杂配比图；
图3是本发明所述基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子的直流闪络电压参杂配比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，包括填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤。
所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤一次进行。
所述填充料混合步骤中，将碳化硅与氧化铝填料进行混合，混合温度为130℃，添加碳化硅的质量份数为25份-30份。
所述二次混料步骤中，将填充料混合步骤混合物与环氧树脂在130℃下进行真空搅拌混合。
所述三次混料步骤中，将二次混料步骤混合物与固化剂进行真空混合并搅拌均匀。
所述浇注步骤中，将三次混料步骤混合物浇注到模具中进行固化。
所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤中各原料的质量份数为环氧树脂100份、氧化铝与碳化硅混合物330份、固化剂38份。
所述初步固化步骤中，工件位于模具中进行固化，固化温度为130℃，固化时间为8h。
二次固化步骤中，工件进行脱模后处于温箱中进行固化，固化时间为20h。
实施例1
在130℃条件下，将环氧树脂100份、氧化铝填充料330份、碳化硅5份进行混合；
所述加料阶段，将固化剂38份加入到混料阶段混合后的原料中，进行搅拌；
将工件在模中进行固化，固化温度为130℃，固化时间为5h。
工件进行脱模后处于温箱中进行固化，固化时间为20h。
实施例2
首先将环氧树脂、氧化铝填充料、纳米氧化铝颗粒在130℃初步预热，然后将二者倒入真空腔室内进行混合搅拌，使二者混合均匀后，与固化剂进行混合，其中，环氧树脂、氧化铝填充料、固化剂、纳米氧化铝颗粒的质量份数配比为100:330:38：15。搅拌均匀后即可浇注到模具中进行固化，固化分为两个阶段，第一阶段为130℃固化8小时，然后将绝缘件从模具中取出，再次放入温箱进行固化20小时。
实施例3
图2是本发明所述基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子的交流闪络电压参杂配比图；图3是本发明所述基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子的直流闪络电压参杂配比图，如图2、图3所示将制备好的不同配比的盆式绝缘子放入5个大气压的六氟化硫气体中，在高压侧分别施加直流电压和交流电压做沿面闪络试验，发现掺杂SiC的交流盆式绝缘子直流闪络电压随掺杂浓度增加先上升后下降，在20％左右达最高值；掺杂SiC的交流盆式绝缘子交流闪络电压也呈现随掺杂浓度增加先上升后下降的趋势，在20％左右达最高值。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，包括填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤，其特征在于，所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤、浇注步骤、一次固化步骤、二次固化步骤一次进行。
2.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述填充料混合步骤中，将碳化硅与氧化铝填料进行混合，混合温度为130℃，添加碳化硅的质量份数为25份-30份。
3.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述二次混料步骤中，将填充料混合步骤混合物与环氧树脂在130℃下进行真空搅拌混合。
4.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述三次混料步骤中，将二次混料步骤混合物与固化剂进行真空混合并搅拌均匀。
5.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述浇注步骤中，将三次混料步骤混合物浇注到模具中进行固化。
6.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述填充料混合步骤、二次混料步骤、三次混料步骤中各原料的质量份数为环氧树脂100份、氧化铝与碳化硅混合物330份、固化剂38份。
7.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述初步固化步骤中，工件位于模具中进行固化，固化温度为130℃，固化时间为8h。
8.根据权利要求1中所述的基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，二次固化步骤中，工件进行脱模后处于温箱中进行固化，固化时间为20h。
9.根据权利要求1中所述的一种基于非线性材料掺杂的盆式及支柱绝缘子，其特征在于，所述盆式及支柱绝缘子，其应用不仅局限于中高压及特高压GIS，同时也包括气体绝缘输电管道(GIL)中的盆式绝缘子及支柱绝缘子。
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