CN109300867A - 一种晶闸管固定用夹持环及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶闸管固定用夹持环及其制造方法，该夹持环为一体成型且对晶闸管进行夹持固定的夹持环，所述夹持环包括由内至外依次设置的内部绝缘耐磨层、缠绕结构层和外绝缘层，所述内部绝缘耐磨层的内侧面形成对晶闸管进行夹持固定且一体成型的夹持槽，所述夹持槽包括矩形部和与所述矩形部一体形成的圆弧部；该方法包括以下步骤：一、内绝缘耐磨层的形成；二、缠绕结构层的制作；三、加压及加热固化；四、冷却、脱模及分割；五、外绝缘层的形成。本发明一体成型，不含金属连接结构，有效的解决了拉杆连接结构的绝缘缺陷，且有效的解决了金具与绝缘材料连接中的蠕变与应力松弛问题及可靠性问题，制造成本低，生产效率高。

Description

一种晶闸管固定用夹持环及其制造方法

技术领域

本发明属于特高压换流阀中晶闸管夹持技术领域，尤其是涉及一种晶闸管固定用夹持环及其制造方法。

背景技术

在国内特高压技术迅速发展，对换流站技术要求不断提高，而作为换流阀中的关键部件的晶闸管的固定夹持与集成是换流阀中相对比较关键的技术，其中，金闸管固定夹持装置是高压换流阀中的关键部件之一。晶闸管的固定夹持首先要求夹持组件具有良好的的力学性能和装配工艺性能，同时应具有优秀的绝缘特性，其可靠性直接影响到换流阀的工作可靠性及使用寿命。

现有的晶闸管固定夹持方式主要是以拉杆作为结构件将晶闸管夹持固定到一起，然后以固定拉杆的方式进行晶闸管的集成；采用拉杆进行夹持固定存在风险的原因是拉杆的连接需要通过金具，而目前拉杆与金具的连接是采用压接技术成型的。这种结构不仅在工作温度下容易发生蠕变和应力松弛，造成晶闸管的持续压力降低，降低了持续工作性能，同时还存在金具与拉杆连接一致性和绝缘问题。这种结构可能造成晶闸管的压力降低，因此存在一定的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种晶闸管固定用夹持环，其结构简单，设计合理，一体成型，不含金属连接结构，有效的解决了拉杆连接结构的绝缘缺陷，且有效的解决了金具与绝缘材料连接中的蠕变与应力松弛问题及可靠性问题，制造成本低，生产效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：为一体成型且对晶闸管进行夹持固定的夹持环，所述夹持环包括由内至外依次设置的内部绝缘耐磨层、缠绕结构层和外绝缘层，所述内部绝缘耐磨层的内侧面形成对晶闸管进行夹持固定且一体成型的夹持槽，所述夹持槽包括矩形部和与所述矩形部一体形成的圆弧部。

上述的一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：所述缠绕结构层为多层玻璃纤维缠绕结构层，所述缠绕结构层内设置有多层玻璃纤维单向布，相邻两层所述玻璃纤维单向布之间设置有一层或者多层玻璃纤维层；

所述外绝缘层为阻燃增韧环氧树脂层，所述内部绝缘耐磨层中设置有聚酯表面毡。

上述的一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：所述内部绝缘耐磨层的厚度为0.5mm～1.0mm，所述外绝缘层的厚度为0.05mm～0.1mm，所述缠绕结构层的厚度为10mm～20mm。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且制造简便的晶闸管固定用夹持环制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、内绝缘耐磨层的形成:

步骤101、采用喷涂设备在缠绕模具上喷涂胶料，形成富胶层；其中，富胶层的厚度为0.5mm～1.0mm；

步骤102、在所述富胶层上铺设一层聚酯表面毡，形成内部绝缘耐磨层；其中，所述聚酯表面毡的厚度为0.05mm～0.15mm，所述聚酯表面毡的面密度为60g/m²～200g/m²，所述内绝缘耐磨层的耐漏电起痕指数为400V～600V；

步骤二、缠绕结构层的制作:

步骤201、将喷涂有内绝缘耐磨层的所述缠绕模具安装在缠绕机上，使所述缠绕模具的转轴与所述缠绕机传动连接；

步骤202、将在环氧树脂溶液中浸渍过的玻璃纤维在30N～50N的张力、15℃～35℃的温度条件下，按照浸渍后的玻璃纤维与缠绕模具轴向成80°～90°角度在所述内绝缘耐磨层上缠绕，形成玻璃纤维层；

步骤203、在所述玻璃纤维层上铺设玻璃纤维单向布；其中，玻璃纤维单向布与缠绕模具轴向成0°～45°；

步骤204、多次重复步骤203和步骤204，形成缠绕结构层；其中，缠绕结构层的厚度为13mm～23mm；

步骤三、加压及加热固化：

步骤301、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层夹装在加压工装上，操作加压工装给缠绕结构层加压至缠绕结构层的厚度为12mm～22mm；

步骤302、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层放入固化炉中进行加热固化，具体过程如下：

步骤3021、第一阶段加热固化：将固化炉的温度控制在45℃～55℃，对缠绕结构层加热固化2.5h～3.5h；

步骤3022、第二阶段加热固化：将固化炉的温度控制在65℃～75℃，对缠绕结构层加热固化2.5h～3.5h；

步骤3023、第三阶段加热固化：将固化炉的温度控制在115℃～125℃，对缠绕结构层加热固化5.5h～6.5h；

步骤3024、第四阶段加热固化：将固化炉的温度控制在155℃～165℃，对缠绕结构层加热固化5.5h～6.5h；

步骤四、冷却、脱模及分割：

步骤401、将加热固化后的夹装在所述加压工装上的缠绕结构层在固化炉内自然冷却至60℃以下，并将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层从固化炉内取出；

步骤402、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层冷却至室温后，对缠绕结构层进行机加工，使缠绕结构层的厚度为10mm～20mm；

步骤403、将内绝缘耐磨层和缠绕结构层从所述加压工装和所述缠绕模具上脱模，得到缠绕体；

步骤404、将所述缠绕体沿宽度方向进行分割，得到多个缠绕环；

步骤五、外绝缘层的形成：

步骤501、在所述缠绕环外表面涂覆阻燃增韧环氧树脂，形成外绝缘层；其中，所述外绝缘层的厚度为0.05mm～0.1mm，所述外绝缘层的耐漏电起痕指数为400V～600V；

步骤502、重复步骤3021至步骤3024对涂覆外绝缘层的缠绕环进行加热固化，得到晶闸管固定用夹持环。

上述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：

步骤101中所述胶料由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂、耐磨填料和咪唑组成，且所述胶料的各组分质量百分数为：环氧树脂5％～10％、固化剂4％～9％、活性稀释剂0.1％～5％、阻燃剂4.4％～5.8％、咪唑为1.6％-0.2％、余量为耐磨填料，所述耐磨填料为三氧化二铝和氮化铝，且所述耐磨填料的各组分质量百分数为：氮化铝1％～5％、三氧化二铝95％～99％；

步骤202中所述环氧树脂溶液的粘度为700mPa·s～4000mPa·s，所述环氧树脂溶液由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂和咪唑组成，且所述环氧树脂溶液的各组分质量百分数为：固化剂33.5％～36％、咪唑0.4％～0.7％、活性稀释剂4％～10％、阻燃剂20％～24％，余量为环氧树脂；其中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100:(80～110)；

步骤五中所述阻燃增韧环氧树脂由环氧树脂、固化剂、咪唑、活性稀释剂和阻燃剂组成，且所述阻燃增韧环氧树脂的各组分的质量百分比分别为固化剂33％～39％、咪唑0.4％～0.7％、活性稀释剂4％～11％、阻燃剂18％～24％，余量为环氧树脂，且所述阻燃增韧环氧树脂中环氧树脂和固化剂质量比为100：。

上述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述玻璃纤维为S-玻璃纤维和E-玻璃纤维的一种或两种；

所述固化剂为甲基四氢苯酐固化剂、甲基六氢苯酐固化剂或者马来酸酐固化剂，所述活性稀释剂为分子中含有1-2个环氧基团的粘度为50mPa·s～100mmPa·s的活性稀释剂，所述阻燃剂为添加型阻燃剂。

上述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述加压工装包括加压模板、弹性机构和加压机构，所述加压模板包括加压下模板、与加压下模板呈竖直方向平行布设的加压上模板，所述弹性机构包括设置在加压下模板上的下橡胶弹垫和设置在加压上模板上的上橡胶弹垫，所述加压机构包括平衡框架、矩形承力框架和加压弹簧组件，所述加压弹簧组件包括多个安装在所述平衡框架上的弹簧座、安装在每个弹簧座内的弹簧和安装在所述矩形承力框架上且对每个所述弹簧施加压力的加压手柄，多个所述弹簧座呈多排多列布设；

步骤301中操作加压工装给缠绕结构层加压的具体过程如下：

步骤3011、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层放置在下橡胶弹垫与上橡胶弹垫之间，使缠绕结构层的一个侧面与下橡胶弹垫的上表面贴合；

步骤3012、操作加压手柄向下移动，加压手柄挤压弹簧收缩，弹簧收缩产生的推力通过所述平衡框架带动加压上模板和上橡胶弹垫向下移动直至缠绕结构层的厚度为12mm～22mm。

上述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述缠绕模具包括直线段模具和圆弧段模具，所述直线段模具包括矩形模板以及安装在矩形模板两侧的第一挡板和第二挡板，所述矩形模板一侧中部设置有伸出第一挡板的第一转轴，所述矩形模板另一侧中部设置有伸出第二挡板的第二转轴，所述第一转轴和第二转轴与所述缠绕机传动连接；

所述圆弧段模具为两个圆弧挡板，两个所述圆弧挡板分别安装在矩形模板的两端，所述矩形模板和两个所述圆弧挡板围成供浸渍后的玻璃纤维缠绕的缠绕面，所述缠绕面与所述夹持槽的形状相同。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明夹持环一体成型，该夹持环不含金属连接结构，有效的解决了拉杆连接结构的绝缘缺陷；第二，采用连续纤维整体缠绕形成，有效的解决了金具与绝缘材料连接中的蠕变与应力松弛问题及可靠性问题；第三，该夹持环为单一零件，而拉杆连接结构为组装结构，有效避免了组装缺陷；第四，该夹持环产品安装方便，维护成本低廉；第五，该夹持环与拉杆结构比较，制造成本低，生产效率高。

2、本发明特高压换流阀晶闸管等电子设备固定用的夹持环内部绝缘耐磨层防止了因晶闸管安装及使用过程中对夹持环的接触部位的摩擦和磕碰损伤，确保产品尺寸稳定，同时防止了玻璃纤维暴露而导致的结构破坏，增强夹持环的耐磨性和绝缘性，大大减弱了夹持环在装配过程中的磨损磕碰等造成问题，大大提高了晶闸管的运行可靠性，为换流阀的稳定运行提供了保障。

3、本发明晶闸管固定用夹持环中外绝缘层的设置，为了对玻璃纤维组成的缠绕结构层进行外保护，且配合内部绝缘耐磨层，提高固定夹持环的使用寿命。

4、本发明晶闸管固定用夹持环的制造方法，方法步骤简单、设计合理，制造的夹持环可靠性和绝缘性较好。

5、本发明晶闸管固定用夹持环的制造方法，通过在缠绕模具上涂覆富胶层和铺设聚酯表面毡，形成内部绝缘耐磨层；且设置缠绕模具是为了在缠绕模具上缠绕浸渍环氧树脂溶液的玻璃纤维，从而便于固化后形成能夹持晶闸管的夹持槽，有效地提高了夹持环的刚度和绝缘，该夹持环采用玻璃纤维单向布进行增强，可有效解决由于绝缘部件耐弧能力差，电弧对拉伸破坏负荷的影响，提高了夹持环的机械力学性能；加压及加热固化之后，并冷却、脱模及分割，形成多个缠绕环，并在缠绕环外表面涂覆阻燃增韧环氧树脂，形成外绝缘层，设置的内部绝缘耐磨层和外绝缘层可有效地提高夹持环的使用寿命，并保证夹持环的绝缘性，大大提高了晶闸管的运行可靠性。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，一体成型，不含金属连接结构，有效的解决了拉杆连接结构的绝缘缺陷，且有效的解决了金具与绝缘材料连接中的蠕变与应力松弛问题及可靠性问题，制造成本低，生产效率高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明晶闸管固定用夹持环的结构示意图。

图2为本发明制作晶闸管固定用夹持环采用的缠绕模具的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明制作晶闸管固定用夹持环采用的加压工装的结构示意图。

图5为本发明晶闸管固定用夹持环的制作方法的流程框图。

附图标记说明:

1—内部绝缘耐磨层； 2—缠绕结构层； 3—外绝缘层；

4—夹持槽； 4-1—矩形部； 4-2—圆弧部；

5—加压手柄； 6—加压上模板； 7—弹簧；

8—支撑板； 9—竖直杆； 10—下横杆；

11—加压下模板； 12—水平杆； 13—连接杆；

14—弹簧； 15—上横板； 16-1—下橡胶弹垫；

16-2—上橡胶弹垫； 17—矩形模板； 18—第二挡板；

19—第二转轴 20—圆弧挡板； 21—第一挡板；

22—第一转轴； 23—传热孔。

具体实施方式

本发明一种晶闸管固定用夹持环通过实施例1进行详细描述。

实施例1

如图1所示的一种晶闸管固定用夹持环，为一体成型且对晶闸管进行夹持固定的夹持环，所述夹持环包括由内至外依次设置的内部绝缘耐磨层1、缠绕结构层2和外绝缘层3，所述内部绝缘耐磨层1的内侧面形成对晶闸管进行夹持固定且一体成型的夹持槽4，所述夹持槽4包括矩形部4-1和与所述矩形部4-1一体形成的圆弧部4-2。

本实施例中，所述缠绕结构层2为多层玻璃纤维缠绕结构层，所述缠绕结构层2内设置有多层玻璃纤维单向布，相邻两层所述玻璃纤维单向布之间设置有一层或者多层玻璃纤维层；

所述外绝缘层3为阻燃增韧环氧树脂层，所述内部绝缘耐磨层1中设置有聚酯表面毡。

本实施例中，所述内部绝缘耐磨层1的厚度为0.5mm～1.0mm，所述外绝缘层3的厚度为0.05mm～0.1mm，所述缠绕结构层2的厚度为10mm～20mm。

本实施例中，所述矩形部4-1和所述圆弧部4-2的连接处为圆弧倒角，所述圆弧部4-2的半径为40mm～50mm。

本实施例中，该夹持环一体成型，第一不含金属连接结构，有效的解决了拉杆连接结构的绝缘缺陷；第二，采用连续纤维整体缠绕技术形成的一体成型，有效的解决了金具与绝缘材料连接中的蠕变与应力松弛问题及可靠性问题；第三，拉杆连接结构为组装结构，本发明的夹持环为单一零件，有效避免了组装缺陷；第四，产品安装方便，维护成本低廉；第五，与拉杆结构比较，制造成本低，生产效率高。

本实施例中，内绝缘耐磨层1的设置，防止了因晶闸管安装及使用过程中对夹持环的接触部位的摩擦和磕碰损伤，确保产品尺寸稳定，同时防止了缠绕结构层2中玻璃纤维暴露而导致的结构破坏。如果内绝缘耐磨层1破坏，环境中的腐蚀介质如水分、二氧化碳、二氧化硫等化合物会浸蚀缠绕结构层2中玻璃纤维，损伤产品结构，影响使用寿命，同时，降低了绝缘特性，尤其是局部放电特性；另外，通过添加阻燃材料，提高了产品阻燃特性，可有效避免运行过程中电弧引燃或他燃引燃及燃烧；第三，增加耐磨填料增强，提高了内绝缘耐磨层1强度，同时减小了表面张力，进而提高了耐污性；第四，内绝缘耐磨层1的耐漏电起痕指数为400V～600V，提高了表面耐漏电起痕指数特性，提高了产品使用寿命。

本实施例中，内部绝缘耐磨层1的厚度为0.5mm～1.0mm，一是为了满足表面耐磨刚性要求，二是因为保证夹持环内侧面有一定的磨损余量，不能太薄；三是内部绝缘耐磨层1不能太厚，如果太厚，夹持环内表面会因内应力或受磕碰而发生开裂现象，反而不利于夹持环保护。

本实施例中，缠绕结构层3为玻璃纤维裸露，必须设置外绝缘层3对缠绕结构层3进行保护。另外，外绝缘层3的设置，第一是为了夹持环不受水浸湿，提高了夹持环的耐久性；第二是为了夹持环能防火，避免特高压产生气弧，电弧对夹持环烧灼，且避免其他设备燃烧引起其燃烧；第三，是为了在晶闸管通电的过程中产生漏电电弧，夹持环的表面不产生起痕，从而有效地防止夹持环漏电起痕，因为外绝缘层3中环氧树脂属于有机物质，电弧会使有机物质裂解等化学反应，氧氢氮加热燃烧脱离环氧树脂，环氧树脂仅预留位碳元素，会使外绝缘层3成为导体；第四是防碰撞，避免安装过程中外绝缘层3碰撞使缠绕结构层3中玻璃纤维与水蒸气接触，水蒸气浸入夹持环内部，造成绝缘性下降；第五是为了保证夹持环的外表面绝缘，不影响晶闸管工作特性。

本实施例中，外绝缘层3的厚度为0.05mm～0.1mm，是因为外绝缘层3不与晶闸管接触，无摩擦现象，外绝缘层3的厚度几乎不减薄，则外绝缘层3的厚度小于内部绝缘耐磨层1的厚度；另外，该厚度足以防止水蒸气等介质浸蚀。外绝缘层3中环氧树脂和固化剂质量比为100：100～120，环氧树脂中增加了较多的高耐漏电起痕指数成分是因为漏电起痕主要发生在产品表面。同时，外绝缘层3中阻燃剂含量增加，一是因为树脂层没有纤维，有机物相对含量较高，容易燃烧，而是着火时首先从表面开始。最后，外绝缘层3的厚度如果大于0.1mm，会导致表面微裂纹产生，而小于0.05mm时，不能有效起到防水、阻燃、耐侯等特性。

本实施例中，缠绕结构层2的设置，第一为夹持环提供足够的拉伸强度和刚性，维持夹持环结构形状的稳定；且缠绕结构层2是夹持环的结构层和主要功能层，内部绝缘耐磨层1和外绝缘层3就是保护缠绕结构层不受损伤，进而实现夹持受力功能。另外，缠绕结构层2采用连续无捻玻璃纤维缠绕，有利于防止产品氢粹断现象发生。同时，因玻璃纤维强度较高，提高了产品可靠性。

本实施例中，缠绕结构层2在长度方向的拉伸强度大于400兆帕，第一确保夹持使用过程中，夹持环的变形处于弹性形变的范围，减少夹持环应力松弛的影响，提高了夹持环的可靠性和使用寿命。

本实施例中，圆弧部4-2的设置，是为了在矩形部4-1的两侧形成两个半圆圆装配孔，为固定集成后的晶闸管与其他它连接件配合使用，且设置圆弧部4-2，第一是为了减少应力集中现象，第二是为了减少电晕的产生，提高夹持环和晶闸管的使用寿命。

本实施例中，矩形部4-1的设置，是为了将圆弧部4-2套装在晶闸管两侧的连接件之后，夹持环张紧后夹装环的内侧面与多个晶闸管的外表面紧密贴合，对晶闸管的外表面给与一定的加持力，使晶闸管紧凑排列，结构稳定，从而利于多个晶闸管夹持。

本发明一种晶闸管固定用夹持环制作方法通过实施例2-实施例4进行详细描述。

实施例2

如图2、图3、图4和图5所示的一种晶闸管固定用夹持环制作方法，包括以下步骤：

步骤一、内绝缘耐磨层的形成:

步骤101、采用喷涂设备在缠绕模具上喷涂胶料，形成富胶层；其中，富胶层的厚度为0.5mm；所述胶料由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂、耐磨填料和咪唑组成，且且所述胶料的各组分质量百分数为：环氧树脂5％、固化剂4％、活性稀释剂0.1％、阻燃剂4.4％、咪唑1.6％，余量为耐磨填料，所述耐磨填料为三氧化二铝和氮化铝，且所述耐磨填料的各组分质量百分数为：氮化铝1％、三氧化二铝99％；

步骤102、在所述富胶层上铺设一层聚酯表面毡，形成内部绝缘耐磨层1；其中，所述聚酯表面毡的厚度为0.05mm，所述聚酯表面毡的面密度为60g/m²，所述内绝缘耐磨层1的耐漏电起痕指数为400V；

步骤二、缠绕结构层的制作:

步骤201、将喷涂有内绝缘耐磨层1的所述缠绕模具安装在缠绕机上，使所述缠绕模具的第一转轴22和第二转轴19与所述缠绕机传动连接；

步骤202、将在环氧树脂溶液中浸渍过的玻璃纤维在30N的张力、15℃的温度条件下，按照浸渍后的玻璃纤维与缠绕模具轴向成80°角度在所述内绝缘耐磨层1上缠绕一层或者多层，形成一层或者多层玻璃纤维层；

步骤203、在一层或者多层玻璃纤维层上铺设玻璃纤维单向布；其中，玻璃纤维单向布与缠绕模具轴向成0°；

步骤204、多次重复步骤203和步骤204，形成缠绕结构层2；其中，缠绕结构层2的厚度为13mm；

步骤三、加压及加热固化：

步骤301、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层2夹装在加压工装上，操作加压工装给缠绕结构层2加压至缠绕结构层2的厚度为12mm；

步骤302、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层2放入固化炉中进行加热固化，具体过程如下：

步骤3021、第一阶段加热固化：将固化炉的温度控制在45℃，对缠绕结构层2加热固化3.5h；

步骤3022、第二阶段加热固化：将固化炉的温度控制在65℃，对缠绕结构层2加热固化3.5h；

步骤3023、第三阶段加热固化：将固化炉的温度控制在115℃，对缠绕结构层2加热固化6.5h；

步骤3024、第四阶段加热固化：将固化炉的温度控制在155℃，对缠绕结构层2加热固化6.5h；

步骤四、冷却、脱模及分割：

步骤401、将加热固化后的夹装在所述加压工装上的缠绕结构层2在固化炉内自然冷却至60℃以下，并将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层2从固化炉内取出；

步骤402、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层2冷却至室温后，对缠绕结构层2进行机加工，使缠绕结构层2的厚度为10mm；

步骤403、将内绝缘耐磨层1和缠绕结构层2从所述加压工装和所述缠绕模具上脱模，得到缠绕体；

步骤404、将所述缠绕体沿宽度方向进行分割，得到多个缠绕环；

步骤五、外绝缘层的形成：

步骤501、在所述缠绕环外表面涂覆阻燃增韧环氧树脂，形成外绝缘层3；其中，所述外绝缘层3的厚度为0.05mm，所述外绝缘层3的耐漏电起痕指数为400V；

步骤502、重复步骤3021至步骤3024对涂覆外绝缘层3的缠绕环进行加热固化，得到晶闸管固定用夹持环。

本实施例中，步骤202中所述环氧树脂溶液的粘度为700mPa·s，所述环氧树脂溶液由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂和咪唑组成，且所述环氧树脂溶液的各组分质量百分数为：固化剂33.6％、咪唑0.4％、活性稀释剂4％、阻燃剂20％，余量为环氧树脂；其中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100:80；

步骤五中所述阻燃增韧环氧树脂由环氧树脂、固化剂、咪唑、活性稀释剂、阻燃剂组成，且所述阻燃增韧环氧树脂的各组分的质量百分比分别为固化剂38.8％、咪唑0.4％、活性稀释剂4％、阻燃剂18％，余量为环氧树脂，所述阻燃增韧环氧树脂中环氧树脂和固化剂的质量比为100：100。

本实施例中，所述玻璃纤维为S-玻璃纤维；

所述固化剂为甲基四氢苯酐固化剂，所述活性稀释剂为粘度为50mmPa·s的正丁基缩水甘油醚，所述阻燃剂为十溴二苯醚添阻燃剂。

本实施例中，所述加压工装包括加压模板、弹性机构和加压机构，所述加压模板包括加压下模板11、与加压下模板11呈竖直方向平行布设的加压上模板6，所述弹性机构包括设置在加压下模板11上的下橡胶弹垫16-1和设置在加压上模板6上的上橡胶弹垫16-2，所述加压机构包括平衡框架、矩形承力框架和加压弹簧组件，所述加压弹簧组件包括多个安装在所述平衡框架上的弹簧座7、安装在每个弹簧座7内的弹簧14和安装在所述矩形承力框架上且对每个所述弹簧14施加压力的加压手柄5，多个所述弹簧座7呈多排多列布设；

步骤301中操作加压工装给缠绕结构层2加压的具体过程如下：

步骤3011、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层2放置在下橡胶弹垫16-1与上橡胶弹垫16-2之间，使缠绕结构层2的一个侧面与下橡胶弹垫16-1的上表面贴合；

步骤3012、操作加压手柄5向下移动，加压手柄5挤压弹簧14收缩，弹簧14收缩产生的推力通过所述平衡框架带动加压上模板6和上橡胶弹垫16-2向下移动直至缠绕结构层2的厚度为12mm。

本实施例中，所述缠绕模具包括直线段模具和圆弧段模具，所述直线段模具包括矩形模板17以及安装在矩形模板17两侧的第一挡板21和第二挡板18，所述矩形模板17一侧中部设置有伸出第一挡板21的第一转轴22，所述矩形模板17另一侧中部设置有伸出第二挡板22的第二转轴19，所述第一转轴22和第二转轴19与所述缠绕机传动连接；

所述圆弧段模具为两个圆弧挡板20，两个所述圆弧挡板20分别安装在矩形模板17的两端，所述矩形模板17和两个所述圆弧挡板20围成供浸渍后的玻璃纤维缠绕的缠绕面，所述缠绕面与所述夹持槽4的形状相同。

本实施例中，缠绕在聚酯表面毡上的第一层浸渍过环氧树脂溶液中的玻璃纤维嵌入聚酯表面毡，从而使得最终形成的夹持环中内部绝缘耐磨层1的厚度为0.5mm～1.0mm。

本实施例中，加热固化分阶段进行，其中，低温段75℃以下保持时间是为了确保环氧树脂能够初步反应，增加基体体系粘度，防止因胶液温度升高导致粘度降低进而导致胶液流失的现象；中温阶段75～125℃段实现树脂凝胶和基本固化；高温段大于125℃是完成树脂完全固化。各阶段维持时间可根据模具大小及产品厚度进行适当调整。本例采用四段固化，是因为产品尺寸较大且产品厚度较大，传热较慢，如果升温太快将导致胶液流失，同时在产品内部会产生较大的热应力，影响产品品质。

本实施例中，缠绕结构层2主体结构采用连续纤维缠绕工艺成型，纤维排列整齐，强度发挥好，产品强度好，可靠性高；纬向增加纤维铺层，满足了产品装配对纬向强度压球，产品整体强度提高；通过纤维、基体材料的优化设计，可满足不同环境的需要；

本实施例中，缠绕结构层2的形成采用纯环向缠绕且缠绕角80°～90°，线膨胀率小，抗蠕变和抗应力松弛能力强，有效保证了晶闸管所需加持力的稳定性。

本实施例中，内部绝缘耐磨层1和外部绝缘层4均采用高耐漏电起痕的基体材料，有效降低了漏电起痕风险，且添加阻燃剂，产品具有阻燃特性。

本实施例中，该夹持环整体采用整体复合材料结构，产品耐环境腐蚀性能优良，使用寿命长，且整体结构紧凑。

本实施例中，所述平衡框架包括两个沿加压上模板6长度方向平行布设的水平杆12和多个连接于两个水平杆12之间的连接杆13。

本实施例中，所述弹簧座7的数量为多个，多个所述弹簧座7均布设在连接杆13与两个水平杆12连接处。

本实施例中，设置弹簧14，是为了将加压手柄5的上下移动转变为弹簧14的收缩或者伸长，且便于通过加压手柄5使弹簧14压缩，给所述平衡框架和所述加压上模板6施加压力，且便于在固化加热过程中，随着缠绕结构层2厚度的减少，弹簧14能伸长给所述平衡框架和所述加压上模板6进一步施加压力，保证缠绕结构层2与上橡胶弹垫16-2和下橡胶弹垫16-1始终紧密接触，从而保证固化加热过程中，缠绕结构层2不会发生松弛造成空洞的产生。

本实施例中，所述矩形承力框架包括安装在加压下模板11底部且沿加压下模板11宽度方向布设的下横杆10、对称安装在下横杆10两侧的竖直杆9和连接于两个竖直杆9之间的上横板15，所述加压手柄5上设置有螺纹部，所述上横板15内设置有供加压手柄5伸入的螺纹孔，所述加压手柄5能在所述螺纹孔中上下移动，且加压手柄5位于加压柱14的正上方。

本实施例中，需要说说明的是，所述矩形承力框架的数量为多个，以实现对每个弹簧14的施压，图4中仅给出一组所述矩形承力框架和加压手柄5的结构，其他同样结构。

本实施例中，所述加压下模板1底部设置有多个支撑板8，且所述下横杆10安装在支撑板8底部。

本实施例中，设置多个弹簧座7和多个加压手柄5，是为了沿加压上模板6的长度方向同时给加压上模板6施加压力，保证加压上模板6各处接收到的压力均匀，从而保证缠绕结构层2收到的压力均匀，避免缠绕结构层2发生局部形变。

本实施例中，所述矩形模板17、第一挡板21和第二挡板18上均设置有传热孔23，且矩形模板17内传热孔23为盲孔，设置传热孔23，是因为矩形模板17、第一挡板21和第二挡板18的厚度限制，在加热固化过程中，热空气不易进入，影响固化效果；另外是为了减轻矩形模板17、第一挡板21和第二挡板18的重量，便于安装。

实施例3

本实施例中，与实施例2不同的是：步骤101中富胶层的厚度为1.0mm，所述胶料的各组分质量百分数为：环氧树脂10％、固化剂9％、活性稀释剂5％、阻燃剂5.8％、咪唑为0.2％、余量为耐磨填料，所述耐磨填料为三氧化二铝和氮化铝，且各组分质量百分数为：氮化铝5％、三氧化二铝95％；

步骤102中所述聚酯表面毡的厚度为0.15mm，所述聚酯表面毡的面密度为200g/m²，所述内绝缘耐磨层1的耐漏电起痕指数为600V；

步骤202中将在环氧树脂溶液中浸渍过的玻璃纤维在50N的张力、35℃的温度条件下，按照浸渍后的玻璃纤维与缠绕模具轴向成90°角度缠绕；步骤203中所述玻璃纤维单向布与缠绕模具轴向成45°；步骤204中缠绕结构层2的厚度为23mm；

步骤301中操作加压工装给缠绕结构层2加压至使缠绕结构层2的厚度为22mm；

步骤3021中将固化炉的温度控制在55℃，对缠绕结构层2加热固化2.5h；

步骤3022中将固化炉的温度控制在75℃，对缠绕结构层2加热固化2.5h；

步骤3023中将固化炉的温度控制在125℃，对缠绕结构层2加热固化5.5h；

步骤3024中将固化炉的温度控制在165℃，对缠绕结构层2加热固化6.5h；

步骤402中对缠绕结构层2进行机加工，使缠绕结构层2的厚度为20mm；

步骤501中所述外绝缘层3的厚度为0.1mm，所述外绝缘层3的耐漏电起痕指数为600V；

步骤202中所述环氧树脂溶液的粘度为4000mPa·s，步骤202中所述环氧树脂溶液的各组分质量百分数为：固化剂34.2％、咪唑0.7％、活性稀释剂10％、阻燃剂24％，余量为环氧树脂；其中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100:110；

步骤五中所述阻燃增韧环氧树脂的各组分的质量百分比分别为固化剂33.5％、咪唑0.7％、活性稀释剂11％、阻燃剂24％，余量为环氧树脂，所述阻燃增韧环氧树脂中环氧树脂和固化剂质量比为100：120。

本实施例中，所述玻璃纤维为E-玻璃纤维；

所述固化剂为甲基六氢苯酐固化剂，所述活性稀释剂为粘度为100mPa/S的6360环氧树脂活性稀释剂，所述阻燃剂为聚磷酸铵阻燃剂。

本实施例中的其他工艺过程均与实施例2相同。

实施例4

与实施例2不同的是：步骤101中富胶层的厚度为0.75mm，所述胶料的各组分质量百分数为：环氧树脂7.5％、固化剂6.5％、活性稀释剂2.5％、阻燃剂5.1％、咪唑为1.8％、余量为耐磨填料，所述耐磨填料的各组分质量百分数为：氮化铝3％、三氧化二铝97％；

步骤102中所述聚酯表面毡的厚度为0.1mm，所述聚酯表面毡的面密度为130g/m²，所述内绝缘耐磨层1的耐漏电起痕指数为500V；

步骤202中将在环氧树脂溶液中浸渍过的玻璃纤维在40N的张力、20℃的温度条件下，按照浸渍后的玻璃纤维与缠绕模具轴向成85°角度缠绕；步骤203中所述玻璃纤维单向布与缠绕模具轴向成22.5°；步骤204中缠绕结构层2的厚度为18mm；

步骤301中操作加压工装给缠绕结构层2加压至使缠绕结构层2的厚度为17mm；

步骤3021中将固化炉的温度控制在60℃，对缠绕结构层2加热固化3h；

步骤3022中将固化炉的温度控制在70℃，对缠绕结构层2加热固化3h；

步骤3023中将固化炉的温度控制在120℃，对缠绕结构层2加热固化6h；

步骤3024中将固化炉的温度控制在160℃，对缠绕结构层2加热固化6h；

步骤402中对缠绕结构层2进行机加工，使缠绕结构层2的厚度为15mm；

步骤501中所述外绝缘层3的厚度为0.075mm，所述外绝缘层3的耐漏电起痕指数为500V；

步骤202中所述环氧树脂溶液的粘度为2350mPa·s，步骤202中所述环氧树脂溶液的各组分质量百分数为：固化剂35.5％、咪唑0.5％、活性稀释剂5％、阻燃剂21.6％，余量为环氧树脂；其中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100:95；

步骤五中所述阻燃增韧环氧树脂的各组分的质量百分比分别为固化剂37.2％、咪唑0.5％、活性稀释剂7.5％、阻燃剂21％，余量为环氧树脂，所述阻燃增韧环氧树脂中环氧树脂和固化剂的质量比为100：110。

本实施例中，所述玻璃纤维为S-玻璃纤维和E-玻璃纤维的混合物；

所述固化剂为马来酸酐固化剂，所述活性稀释剂为粘度为75mPa·s的二缩水甘油醚活性稀释剂，所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。

本实施例中的其他工艺过程均与实施例2相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：为一体成型且对晶闸管进行夹持固定的夹持环，所述夹持环包括由内至外依次设置的内部绝缘耐磨层(1)、缠绕结构层(2)和外绝缘层(3)，所述内部绝缘耐磨层(1)的内侧面形成对晶闸管进行夹持固定且一体成型的夹持槽(4)，所述夹持槽(4)包括矩形部(4-1)和与所述矩形部(4-1)一体形成的圆弧部(4-2)。

2.按照权利要求1所述的一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：所述缠绕结构层(2)为多层玻璃纤维缠绕结构层，所述缠绕结构层(2)内设置有多层玻璃纤维单向布，相邻两层所述玻璃纤维单向布之间设置有一层或者多层玻璃纤维层；

所述外绝缘层(3)为阻燃增韧环氧树脂层，所述内部绝缘耐磨层(1)中设置有聚酯表面毡。

3.按照权利要求1所述的一种晶闸管固定用夹持环，其特征在于：所述内部绝缘耐磨层(1)的厚度为0.5mm～1.0mm，所述外绝缘层(3)的厚度为0.05mm～0.1mm，所述缠绕结构层(2)的厚度为10mm～20mm。

4.一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：

步骤一、内绝缘耐磨层的形成:

步骤101、采用喷涂设备在缠绕模具上喷涂胶料，形成富胶层；其中，所述富胶层的厚度为0.5mm～1.0mm；

步骤102、在所述富胶层上铺设一层聚酯表面毡，形成内部绝缘耐磨层(1)；其中，所述聚酯表面毡的厚度为0.05mm～0.15mm，所述聚酯表面毡的面密度为60g/m²～200g/m²，所述内绝缘耐磨层(1)的耐漏电起痕指数为400V～600V；

步骤二、缠绕结构层的制作:

步骤201、将喷涂有内绝缘耐磨层(1)的所述缠绕模具安装在缠绕机上，使所述缠绕模具的转轴与所述缠绕机传动连接；

步骤202、将在环氧树脂溶液中浸渍过的玻璃纤维在30N～50N的张力、15℃～35℃的温度条件下，按照浸渍后的玻璃纤维与缠绕模具轴向成80°～90°角度在所述内绝缘耐磨层(1)上缠绕，形成玻璃纤维层；

步骤203、在所述玻璃纤维层上铺设玻璃纤维单向布；其中，玻璃纤维单向布与缠绕模具轴向成0°～45°；

步骤204、多次重复步骤203和步骤204，形成缠绕结构层(2)；其中，缠绕结构层(2)的厚度为13mm～23mm；

步骤三、加压及加热固化：

步骤301、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层(2)夹装在加压工装上，操作加压工装给缠绕结构层(2)加压至缠绕结构层(2)的厚度为12mm～22mm；

步骤302、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层(2)放入固化炉中进行加热固化，具体过程如下：

步骤3021、第一阶段加热固化：将固化炉的温度控制在45℃～55℃，对缠绕结构层(2)加热固化2.5h～3.5h；

步骤3022、第二阶段加热固化：将固化炉的温度控制在65℃～75℃，对缠绕结构层(2)加热固化2.5h～3.5h；

步骤3023、第三阶段加热固化：将固化炉的温度控制在115℃～125℃，对缠绕结构层(2)加热固化5.5h～6.5h；

步骤3024、第四阶段加热固化：将固化炉的温度控制在155℃～165℃，对缠绕结构层(2)加热固化5.5h～6.5h；

步骤四、冷却、脱模及分割：

步骤401、将加热固化后的夹装在所述加压工装上的缠绕结构层(2)在固化炉内自然冷却至60℃以下，并将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层(2)从固化炉内取出；

步骤402、将夹装在所述加压工装上的缠绕结构层(2)冷却至室温后，对缠绕结构层(2)进行机加工，使缠绕结构层(2)的厚度为10mm～20mm；

步骤403、将内绝缘耐磨层(1)和缠绕结构层(2)从所述加压工装和所述缠绕模具上脱模，得到缠绕体；

步骤404、将所述缠绕体沿宽度方向进行分割，得到多个缠绕环；

步骤五、外绝缘层的形成：

步骤501、在所述缠绕环外表面涂覆阻燃增韧环氧树脂，形成外绝缘层(3)；其中，所述外绝缘层(3)的厚度为0.05mm～0.1mm，所述外绝缘层(3)的耐漏电起痕指数为400V～600V；

步骤502、重复步骤3021至步骤3024对涂覆外绝缘层(3)的缠绕环进行加热固化，得到晶闸管固定用夹持环。

5.按照权利要求4所述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：

步骤101中所述胶料由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂、耐磨填料和咪唑组成，且所述胶料的各组分质量百分数为：环氧树脂5％～10％、固化剂4％～9％、活性稀释剂0.1％～5％、阻燃剂4.4％～5.8％、咪唑为1.6％-0.2％、余量为耐磨填料，所述耐磨填料为三氧化二铝和氮化铝，且所述耐磨填料的各组分质量百分数为：氮化铝1％～5％、三氧化二铝95％～99％；

步骤202中所述环氧树脂溶液的粘度为700mPa·s～4000mPa·s，所述环氧树脂溶液由环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、阻燃剂和咪唑组成，且所述环氧树脂溶液的各组分质量百分数为：固化剂33.5％～36％、咪唑0.4％～0.7％、活性稀释剂4％～10％、阻燃剂20％～24％，余量为环氧树脂；其中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100:(80～110)；

步骤501中所述阻燃增韧环氧树脂由环氧树脂、固化剂、咪唑、活性稀释剂和阻燃剂组成，且所述阻燃增韧环氧树脂的各组分的质量百分比分别为固化剂33％～39％、咪唑0.4％～0.7％、活性稀释剂4％～11％、阻燃剂18％～24％，余量为环氧树脂，且所述阻燃增韧环氧树脂中环氧树脂和固化剂的质量比为100：(100～120)。

6.按照权利要求4所述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述玻璃纤维为S-玻璃纤维和E-玻璃纤维的一种或两种；

所述固化剂为甲基四氢苯酐固化剂、甲基六氢苯酐固化剂或者马来酸酐固化剂，所述活性稀释剂为分子中含有1-2个环氧基团的粘度为50mPa·s～100mmPa·s的活性稀释剂，所述阻燃剂为添加型阻燃剂。

7.按照权利要求4所述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述加压工装包括加压模板、弹性机构和加压机构，所述加压模板包括加压下模板(11)、与加压下模板(11)呈竖直方向平行布设的加压上模板(6)，所述弹性机构包括设置在加压下模板(11)上的下橡胶弹垫(16-1)和设置在加压上模板(6)上的上橡胶弹垫(16-2)，所述加压机构包括平衡框架、矩形承力框架和加压弹簧组件，所述加压弹簧组件包括多个安装在所述平衡框架上的弹簧座(7)、安装在每个弹簧座(7)内的弹簧(14)和安装在所述矩形承力框架上且对每个所述弹簧(14)施加压力的加压手柄(5)，多个所述弹簧座(7)呈多排多列布设；

步骤301中操作加压工装给缠绕结构层(2)加压的具体过程如下：

步骤3011、将缠绕在缠绕模具上的缠绕结构层(2)放置在下橡胶弹垫(16-1)与上橡胶弹垫(16-2)之间，使缠绕结构层(2)的一个侧面与下橡胶弹垫(16-1)的上表面贴合；

步骤3012、操作加压手柄(5)向下移动，加压手柄(5)挤压弹簧(14)收缩，弹簧(14)收缩产生的推力通过所述平衡框架带动加压上模板(6)和上橡胶弹垫(16-2)向下移动直至缠绕结构层(2)的厚度为12mm～22mm。

8.按照权利要求4所述的一种晶闸管固定用夹持环的制造方法，其特征在于：所述缠绕模具包括直线段模具和圆弧段模具，所述直线段模具包括矩形模板(17)以及安装在矩形模板(17)两侧的第一挡板(21)和第二挡板(18)，所述矩形模板(17)一侧中部设置有伸出第一挡板(21)的第一转轴(22)，所述矩形模板(17)另一侧中部设置有伸出第二挡板(22)的第二转轴(19)，所述第一转轴(22)和第二转轴(19)与所述缠绕机传动连接；

所述圆弧段模具为两个圆弧挡板(20)，两个所述圆弧挡板(20)分别安装在矩形模板(17)的两端，所述矩形模板(17)和两个所述圆弧挡板(20)围成供浸渍后的玻璃纤维缠绕的缠绕面，所述缠绕面与所述夹持槽(4)的形状相同。