CN109859904A - 绝缘管与导电层一体成型的方法及绝缘套管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电绝缘设备领域，具体公开了一种绝缘管与导电层一体成型的方法，所述方法包括如下步骤：在芯模外部缠绕包覆内绝缘层；在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电层；在所述导电层外部缠绕包覆外绝缘层；固化车削，得到所述绝缘管，且所述外绝缘层经车削形成有至少一处暴露所述导电层的开口。通过上述方法，本发明能够将导电层一体成型于绝缘管管壁内，起到屏蔽电场的作用，避免了其他电场屏蔽件的二次安装，简化了绝缘管与导电层的成型工艺流程，提高了生产效率，保证运输过程中的零部件连接可靠，并且绝缘管整体质量轻，便于运输。

Description

绝缘管与导电层一体成型的方法及绝缘套管

技术领域

本发明涉及输电绝缘设备领域，特别是涉及绝缘管与导电层一体成型的方法及绝缘套管。

背景技术

在输电设备中，绝缘套管是一种输变电设备与外部线路的连接部件；绝缘套管的电压等级和工作电流取决于输变电设备的额定电压和电流值；同时，绝缘套管的结构应具有良好的电气性能和足够的机械强度，保证输变电设备的长期正常运行。

普通工艺采用在绝缘管外壁套设金属筒，使得法兰与金属筒直接连接，金属筒起到电场屏蔽以及均化电场的作用。该工艺成本高，成型工艺复杂，并且由于外加金属筒导致产品的重量增加，不利于产品的运输与安装。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供绝缘管与导电层一体成型的方法及绝缘套管，能够起到屏蔽电场的作用，同时避免其他电场屏蔽件的二次安装，减少绝缘管与导电层的成型工艺流程，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种绝缘管与导电层一体成型的方法，所述方法包括如下步骤：在芯模外部缠绕包覆内绝缘层；在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电层；在所述导电层外部缠绕包覆外绝缘层；固化车削，得到所述绝缘管，且所述外绝缘层经车削形成有至少一处暴露所述导电层的开口。

进一步地，所述在芯模外部缠绕包覆内绝缘层具体包括：在芯模表面涂覆脱模剂；缠绕第一绝缘材料、同时淋胶，所述绝缘管为锥形管，缠绕至所述绝缘管的大头外径达到第一预设值时，停止缠绕。

进一步地，所述第一预设值为大头预定外径的-1mm。

进一步地，所述第一绝缘材料包括玻璃纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料或者聚酯毡。

进一步地，所述缠绕第一绝缘材料之前还包括：在所述芯模外部缠绕第二绝缘材料、同时淋胶，缠绕至所述绝缘管的小头外径达到第二预设值时，停止缠绕；在所述第二绝缘材料外部淋胶。

进一步地，所述第二预设值为小头预定外径的-8mm～-3mm。

进一步地，所述在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电层具体包括：在所述内绝缘层外部淋胶；在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电材料、同时淋胶，缠绕至所述导电材料厚度达到第三预设值时，停止缠绕。

进一步地，所述第三预设值为0.5mm～1mm。

进一步地，所述导电材料包括碳纤维布或者碳纤维毡。

进一步地，所述在所述导电层外部缠绕包覆外绝缘层具体包括：在所述导电层外部淋胶；随后在所述导电层外部缠绕第三绝缘材料、同时淋胶，所述绝缘管为锥形管，缠绕至所述绝缘管的大头外径达到大头预定外径的+2mm以上时，停止缠绕。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种绝缘套管，包括绝缘管和法兰，所述绝缘管包括：内绝缘层；导电层，包覆所述内绝缘层；外绝缘层，包覆所述导电层，且具有至少一处暴露所述导电层的开口，所述导电层通过所述开口与所述法兰电连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过将导电层一体成型于绝缘管管壁内，起到屏蔽电场的作用，避免了其他电场屏蔽件的二次安装，简化了绝缘管与导电层的成型工艺流程，提高了生产效率，保证运输过程中的零部件连接可靠，并且绝缘管整体质量轻，便于运输。

附图说明

图1为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的绝缘管的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大结构示意图；

图4为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的另一实施例的流程示意图；

图5为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的另一实施例的绝缘管的结构示意图；

图6为图5中B部分的放大结构示意图；

图7为本发明提供的一种绝缘套管的一实施例的结构示意图；

图8为图7中C部分的放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1至图3，图1为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的流程示意图；图2为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的绝缘管的结构示意图；图3为图2中A部分的放大结构示意图。

S101：在芯模外部缠绕包覆内绝缘层11。

制作绝缘管01时，首先在芯模外部缠绕包覆内绝缘层11。具体步骤包括：

在芯模表面涂覆脱模剂，缠绕第一绝缘材料、同时淋胶，绝缘管01为锥形管，缠绕至绝缘管01的大头外径达到第一预设值时，停止缠绕。

进一步地，第一绝缘材料是玻璃纤维增强复合材料，在其他实施例中，第一绝缘材料还可以是芳纶纤维增强复合材料、聚酯布或者聚酯毡，玻璃纤维增强复合材料和芳纶纤维增强复合材料具有成本低、机械性能优良的优点，聚酯毡和聚酯布具有便于加工的优点，使得表面更加平整。

进一步地，第一预设值为大头预定外径的-1mm。

进一步地，在芯模表面涂覆脱模剂，有利于在后续脱模步骤中，方便操作，并保证绝缘管内表面平整度。

进一步地，所述脱模剂可以是硅油或者氟系表面活性剂等材料。进一步地，缠绕第一绝缘材料的同时淋胶，使得第一绝缘材料缠绕于芯模表面时有充足的胶液，第一绝缘材料间缠绕紧实贴合，且边缠绕边淋胶可减少第一绝缘材料提前浸胶的时间，提高了生产效率。在其他实施例中，还可以将第一绝缘材料预先浸渍过胶液后缠绕于芯模外部或者先缠绕于芯模外部再进行浸胶，此处不作限定。

进一步地，缠绕第一绝缘材料时淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

进一步地，本实施例中在芯模外部直接缠绕包覆内绝缘层11；在其他实施例中，还可以在芯模外部先缠绕包覆内衬，随后在内衬外部缠绕包覆内绝缘层11，此处不作限定。

S102：在内绝缘层11外部缠绕包覆导电层12。

在内绝缘层11外部缠绕包覆导电层12，导电层12起到屏蔽电场的作用。具体步骤包括：

在内绝缘层11外部淋胶，随后在内绝缘层11外部缠绕包覆导电材料、同时淋胶，缠绕至导电材料厚度达到第三预设值时，停止缠绕。第三预设值为0.5mm～1mm，例如0.5mm、0.75mm、1mm或者其他数值。本实施例中，第三预设值为0.5mm。

进一步地，导电材料为碳纤维布，在其他实施例中，导电材料还可以是碳纤维毡等导电材料，在此不做限制。

进一步地，在内绝缘层11外部淋胶，使得导电材料与内绝缘层11缠绕更牢固贴合，在内绝缘层11表面淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

进一步地，缠绕导电材料的同时淋胶，使得导电材料缠绕于内绝缘层11外部时有充足的胶液，导电材料间缠绕更紧实贴合，且边缠绕边淋胶可减少导电材料提前浸胶的时间，提高了生产效率。在其他实施例中，还可以将导电材料预先浸渍过胶液后缠绕于内绝缘层11外部，或者先缠绕于芯模外部再进行浸胶，此处不作限定。

进一步地，缠绕导电材料时淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

S103：在导电层12外部缠绕包覆外绝缘层13。

在导电层12外部缠绕包覆外绝缘层13，导电层12位于内绝缘层11和外绝缘层13间，导电层12即一体成型于绝缘管01管壁内，起到屏蔽电场的作用，避免了其他电场屏蔽件的二次安装，减少了绝缘管01与导电层12的成型工艺流程，提高了生产效率，保证运输过程中的零部件连接可靠，并且绝缘管01整体质量轻，便于运输。

在导电层12外部缠绕包覆外绝缘层13的具体步骤包括：

在导电层12外部淋胶，随后在导电层12外部缠绕第三绝缘材料、同时淋胶，绝缘管01为锥形管，缠绕至绝缘管01的大头外径达到大头预定外径的+2mm以上时，停止缠绕。

进一步地，第三绝缘材料为聚酯毡，在其他实施例中，还可以是玻璃纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料、聚酯布或者其他绝缘材料。玻璃纤维增强复合材料和芳纶纤维增强复合材料具有成本低、机械性能优良的优点；聚酯毡和聚酯布具有便于后续加工的优点，使得后续加工后的绝缘管01表面更加平整。传统的工艺中，绝缘管01表面有毛刺，需要喷涂绝缘漆降低表面毛刺，提高表面质量。而外绝缘层13采用聚酯毡或聚酯布便于后续加工，表面无毛刺，从而取消了绝缘漆的使用，因此可降低成本，同时避免了喷漆的后期处理及晾干过程，提高的产品的流转效率；同时，取消绝缘漆的使用还可以改善产品的生产环境，避免了喷漆后有机物的挥发。

进一步地，在导电层12外部淋胶，使得第三绝缘材料与导电层12缠绕更牢固贴合，在导电层12表面淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

进一步地，缠绕第三绝缘材料的同时淋胶，使得第三绝缘材料缠绕于导电层12外部时有充足的胶液，第三绝缘材料间缠绕紧实贴合，且边缠绕边淋胶可减少第三绝缘材料提前浸胶的时间，提高了生产效率。在其他实施例中，还可以将第三绝缘材料预先浸渍过胶液后缠绕于导电层12外部或者先缠绕于芯模外部再进行浸胶，此处不作限定。

进一步地，缠绕第三绝缘材料时淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

S104：固化车削，得到绝缘管01，且外绝缘层13经车削形成有至少一处暴露导电层12的开口。

在上述步骤完成后，进行固化脱模后车削，得到成品的绝缘管01。车削过程中，外绝缘层13经车削形成有至少一处暴露导电层12的开口，便于导电层12暴露进而与法兰电连接，本实施例中，外绝缘层13有两处暴露导电层12的开口。成品的绝缘管01的外绝缘层13、导电层12和内绝缘层11一体成型，因此产品长期浸没在高温变压器油中不会出现外绝缘层13脱落的现象，从而保证了变压器油的品质。且导电层12与绝缘管01一体化设置，减少了绝缘管01与导电层12的成型工艺流程，提高生产效率，保证运输过程中的零部件连接可靠。

固化的具体步骤如下：

缠绕结束后对绝缘管01进行固化，固化时保证绝缘管01在固化烘箱中转动，转速4～8r/min(例如：4r/min、6r/min或者8r/min)。固化分四个阶段：第一阶段为室温升温到100～110℃(例如：100℃、105℃或者110℃)，升温时间为30～60min(例如：30min、45min或者60min)，保温时间为6～8h(例如：6h、7h或者8h)；第二阶段：温度升温到140～180℃(例如：140℃、160℃或者180℃)，升温时间为30～60min(例如：30min、45min或者60min)，保温时间为2～3h(例如：2h、2.5h或者3h)；第三阶段为降温阶段，温度由140～180℃(例如：140℃、160℃或者180℃)降至90～100℃(例如：90℃、95℃或者100℃)，降温时间为2～3h(例如：2h、2.5h或者3h)；第四阶段为室温，静置6～14h(例如：6h、10h或者14h)。

固化结束后脱模、并进行车削，车削的具体步骤如下：

车削时首先车两端包角；车削时车刀的走刀速度≤100μm/转，主轴转速≤260r/min；外绝缘层13经车削形成有至少一处暴露导电层12的开口；车削结束后清洗粉尘即可。

请参阅图4至图6，图4为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的另一实施例的流程示意图；图5为本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的另一实施例的绝缘管的结构示意图；图6为图5中B部分的放大结构示意图。

S201：在芯模外部缠绕第二绝缘材料、同时淋胶，缠绕至绝缘管02的小头外径达到第二预设值时，停止缠绕。

在芯模外部涂覆脱模剂，随后在芯模外部缠绕第二绝缘材料、同时淋胶，缠绕至绝缘管02的小头外径达到第二预设值时，停止缠绕。第二预设值为小头预定外径的-8mm～-3mm，本实施例中第二预设值为小头预定外径的-8mm，在其他实施例中，还可以是小头预定外径的-5.5mm、小头预定外径的-3mm或者其他数值。

进一步地，第二绝缘材料可以是玻璃纤维增强复合材料，在其他实施例中，还可以是芳纶纤维增强复合材料，玻璃纤维增强复合材料和芳纶纤维增强复合材料具有成本低、机械强度高的优点。

S202：在第二绝缘材料外部淋胶，缠绕第一绝缘材料、同时淋胶，绝缘管02为锥形管，缠绕至绝缘管02的大头外径达到第一预设值时，停止缠绕。

在第二绝缘材料外部淋胶，随后缠绕第一绝缘材料、同时淋胶，绝缘管02为锥形管，缠绕至绝缘管02的大头外径达到第一预设值时，停止缠绕。第一预设值为大头预定外径的-1mm。

进一步地，第一绝缘材料为聚酯毡，在其他实施例中还可以是聚酯布。聚酯毡和聚酯布柔软易加工，与后续的导电层22结合更紧密。

进一步地，内绝缘层21由位于里层的第二绝缘材料和包覆于第二绝缘材料外的第一绝缘材料组成。第二绝缘材料采用低成本、机械强度高的玻璃纤维增强复合材料，第一绝缘材料采用更柔软易加工的聚酯毡，聚酯毡与导电层22结合更紧密，从而在保证了绝缘管02整体质量的同时降低了成本。

S203：在第一绝缘材料外部缠绕包覆导电层22。

在第一绝缘材料外部淋胶，随后在第一绝缘材料外部缠绕包覆导电材料、同时淋胶，缠绕至导电材料厚度达到第三预设值时，停止缠绕。第三预设值为0.5mm～1mm，例如0.5mm、0.75mm、1mm或者其他数值。本实施例中，第三预设值为1mm，即导电层22的厚度为1mm。

进一步地，在第一绝缘材料外部淋胶，使得导电材料与第一绝缘材料缠绕更牢固贴合，在内绝缘层21表面淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。

进一步地，缠绕导电材料的同时淋胶，使得导电材料缠绕于内绝缘层21外部时有充足的胶液，导电材料间缠绕更紧实贴合，且边缠绕边淋胶可减少导电材料提前浸胶的时间，提高了生产效率。在其他实施例中，还可以将导电材料预先浸渍过胶液后缠绕于内绝缘层21外部，此处不作限定。

进一步地，缠绕导电材料时淋的胶液为环氧树脂胶，在其他实施例中，还可以是其他胶液，此处不作限定。S204：在导电层22外部缠绕包覆外绝缘层23。

步骤S204与本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的步骤S103基本相同，此处不再赘述。

S205：固化车削，得到绝缘管02，且外绝缘层23经车削形成有至少一处暴露导电层22的开口。

步骤S205与本发明提供的一种绝缘管与导电层一体成型的方法的一实施例的步骤S104基本相同，此处不再赘述。

请参阅图7和图8，图7为本发明提供的一种绝缘套管的一实施例的结构示意图；图8为图7中C部分的放大结构示意图。

如图7和图8所示，本发明又一实施例提供了一种绝缘套管，绝缘套管包括绝缘管03和法兰04；绝缘管03包括内绝缘层31、导电层32和外绝缘层33。导电层32包覆内绝缘层31，外绝缘层33包覆导电层32，且具有暴露导电层32的开口，导电层32通过开口与绝缘套管的法兰04电连接。本实施例中，外绝缘层33具有两处开口，在其他实施例中，开口可设置有一处、三处或者更多处。

导电层32一体成型于绝缘管03管壁内，起到屏蔽电场的作用，避免了其他电场屏蔽件的二次安装，减少了绝缘管03与导电层32的成型工艺流程，提高了生产效率，保证运输过程中的零部件连接可靠，并且绝缘管03整体质量轻，便于运输。

本实施例中的绝缘套管是变压器套管，在其他实施例中，绝缘套管还可以是气体套管或穿墙套管等。

本发明又一实施例的绝缘套管可采用上述任一种方法制备而成，本发明又一实施例的内绝缘层31、导电层32和外绝缘层33的结构与上述实施例中的内绝缘层、导电层和外绝缘层的结构分别对应，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效原理变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种绝缘管与导电层一体成型的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

在芯模外部缠绕包覆内绝缘层；

在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电层；

在所述导电层外部缠绕包覆外绝缘层；

固化车削，得到所述绝缘管，且所述外绝缘层经车削形成有至少一处暴露所述导电层的开口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在芯模外部缠绕包覆内绝缘层具体包括：

在芯模表面涂抹脱模剂；

缠绕第一绝缘材料、同时淋胶，所述绝缘管为锥形管，缠绕至所述绝缘管的大头外径达到第一预设值时，停止缠绕。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为大头预定外径的-1mm。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一绝缘材料包括玻璃纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料或者聚酯毡。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缠绕第一绝缘材料之前还包括：

在所述芯模外部缠绕第二绝缘材料、同时淋胶，缠绕至所述绝缘管的小头外径达到第二预设值时，停止缠绕；

在所述第二绝缘材料外部淋胶。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二预设值为小头预定外径的-8mm～-3mm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电层具体包括：

在所述内绝缘层外部淋胶；

在所述内绝缘层外部缠绕包覆导电材料、同时淋胶，缠绕至所述导电材料厚度达到第三预设值时，停止缠绕。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第三预设值为0.5mm～1mm。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导电材料包括碳纤维布或者碳纤维毡。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述导电层外部缠绕包覆外绝缘层具体包括：

在所述导电层外部淋胶；

随后在所述导电层外部缠绕第三绝缘材料、同时淋胶，所述绝缘管为锥形管，缠绕至所述绝缘管的大头外径达到大头预定外径的+2mm以上时，停止缠绕。

11.一种绝缘套管，其特征在于，包括绝缘管和法兰，所述绝缘管包括：

内绝缘层；

导电层，包覆所述内绝缘层；

外绝缘层，包覆所述导电层，且具有至少一处暴露所述导电层的开口，所述导电层通过所述开口与所述法兰电连接。