CN110828078A - 一种干式套管的加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干式套管的加工装置及方法，装置包括真空腔体、传送轮输送机构、浸泡机构、绕制机构与固化机构；所述浸泡机构与所述绕制机构均设于所述真空腔体内部；所述真空腔体设有进料口与出料口；所述传送轮输送机构包括设于特定位置处的第一传送轮、第二传送轮与第三传送轮；所述绕制机构，其设于所述出料口处，用于对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制，并将绕制后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述固化机构。本发明提供的干式套管的加工装置及方法，解决了干式套管在加工过程中非线性填料分布不均匀的问题，提高了浸润程度，保障了干式套管的相关电气性能。同时整套加工装置结构拓扑清晰，操作方法流程简单，极大的提高了对干式套管的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力行业干式套管的制造领域，尤其涉及一种干式套管的加工装置及方法。
背景技术
高压套管作为电力变压器的重要组部件，承担着在高点场下传输电能的重要作用，被广泛应用于电网系统及其他电力相关设备，它的运行使用状况直接影响着电力系统的安全可靠运行；近年来由套管故障引发的电力事故频发，套管绝缘问题逐渐受到行业内外的关注。
非线性套管可以起到减少套管内部电荷集聚，抑制套管内部电场畸变，降低绝缘系统老化及失效概率的作用，因此绝缘性能是决定整支套管绝缘性能的关键。非线性套管的结构一般是在导电杆上卷绕一定厚度的皱纹纸(即绝缘纸层)，并在特定位置处包裹铝箔，以起到较佳的屏蔽作用。但现如今的套管工艺加工装置与方法，所采用的加工装置结构复杂，操作繁冗，不便于批量的工业化生产，最重要的是，环氧树脂等填料的浸润程度较低，且分布不均，加工介质损耗比较大，使得干式套管的浇注与加工效果较差，极大地限制了非线性套管生产的合格率和实际应用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提高非线性填料浸润度与均匀度的干式套管的加工装置及方法。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种干式套管的加工装置，其包括：真空腔体、传送轮输送机构、浸泡机构、绕制机构与固化机构。
其中，所述浸泡机构与所述绕制机构均设于所述真空腔体内部；所述真空腔体设有进料口与出料口。
所述传送轮输送机构包括第一传送轮、第二传送轮与第三传送轮。
所述第一传送轮，其设于所述进料口处，用于将待加工的皱纹纸与铝箔输送至所述真空腔体内部。
所述浸泡机构包括浸泡池，且所述浸泡池内部设有浸渍材料。
所述第二传送轮设于所述浸泡池内，用于将待加工的所述皱纹纸与铝箔浸泡并通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池。
所述第三传送轮，其设于所述真空腔体内，用于将浸泡后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述绕制机构。
所述绕制机构，其设于所述出料口处，用于对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制，并将绕制后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述固化机构。
所述固化机构用于对绕制后的所述皱纹纸与铝箔进行固化。
作为上述方案的改进，所述浸渍材料包括环氧树脂及非线性填料。
作为上述方案的改进，所述非线性填料包括硅橡胶复合材料。
作为上述方案的改进，所述环氧树脂中设有硅微粉，所述环氧树脂和所述硅微粉比例为1:0.2～1:1。
作为上述方案的改进，所述第二传送轮的转速≤10r/min。
作为上述方案的改进，还包括调速机构，所述调速机构用于对所述第一传送轮、所述第二传送轮与所述第三传送轮的速度进行调节。
本发明另一实施例提供了一种干式套管的加工方法，其采用如上所述的干式套管的加工装置，具体包括：
(1)根据干式套管芯子的长度设置皱纹纸与铝箔的长度与厚度；
(2)将待加工的所述皱纹纸与铝箔输送至所述干式套管的加工装置的真空腔体内部；
(3)在所述真空腔体内部，将待加工的所述皱纹纸与铝箔缓慢且均匀地通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池；
(4)在所述真空腔体内部，采用所述绕制机构对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制；
(5)采用固化工艺对绕制后的所述皱纹纸与铝箔进行固化。
本发明提供的干式套管的加工装置及方法，通过先将皱纹纸与屏蔽铝箔按照芯子绕制长度进行预处理，再布置全封闭的真空环境，将皱纹纸与铝箔装入其中，真空环境内设有浸泡机构与绕制机构，以提高皱纹纸与铝箔的加工效果，具体方法采用将皱纹纸与铝箔缓慢通过由环氧树脂及非线性填料均匀混合的复合材料浸渍池，并使其充分浸渍再进行绕制。由于真空环境下的条件使得绝缘材料无法与空气中的水分发生反应，杂质得到了有效地去除，降低了套管的介质损耗比，从而解决了干式套管在加工过程中非线性填料分布不均匀，浸润程度较低的缺陷，并且保障了干式套管的相关电气性能。同时整套加工装置结构拓扑清晰，操作方法流程简单，极大的提高了对干式套管的加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种干式套管的加工装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种干式套管的加工方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”及“第三”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序或暗示相对的重要性。
需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。其次，在本发明实施例的描述中，需要说明的是，可以在分布式计算环境中进行实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。此外，本发明可用于包括众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
本发明一实施例提供了一种干式套管的加工装置，具体的，请参见图1，为本发明实施例提供的一种干式套管的加工装置的结构示意图，如图所示，其包括真空腔体、传送轮输送机构、浸泡机构、绕制机构与固化机构(图未示)。
其中，所述浸泡机构与所述绕制机构均设于所述真空腔体内部；所述真空腔体设有进料口与出料口。
所述传送轮输送机构包括第一传送轮、第二传送轮与第三传送轮。
所述第一传送轮，其设于所述进料口处，用于将待加工的皱纹纸与铝箔输送至所述真空腔体内部。
所述浸泡机构包括浸泡池，且所述浸泡池内部设有浸渍材料，在加工开始前需要对浸泡池内的浸渍材料进行预处理以达到更好地加工效果。浸泡池设于真空腔体的底部，在工作中处于全封闭的环境。
所述第二传送轮设于所述浸泡池内，用于将待加工的所述皱纹纸与铝箔浸泡并通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池。具体的，第二传送轮在浸泡池内的转速可由具体的加工要求来进行改变，以达到更好地浸泡效果。
所述第三传送轮，其设于所述真空腔体内，用于将浸泡后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述绕制机构。
所述绕制机构，其设于所述出料口处，用于对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制，并将绕制后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述固化机构。
所述固化机构用于对绕制后的所述皱纹纸与铝箔进行固化，具体的固化工艺可参照现有技术，根据不同需求对绕制后的皱纹纸与铝箔进行不同程度的固化。
本实施例中的真空腔体，在工作过程中进料口与出料口处于绝对密封状态，即整个加工装置在工作过程中为全封闭的环境，传送轮机构为多个传送轮，且每个传送轮连接有外部的多个电机，或由同一电机对多个电机进行控制，需要说明的是，电机对传送轮的控制，包括多个电机对特定的传送轮进行控制，或由单独的电机对特定的传送轮进行控制，由具体的加工要求所决定。
本发明实施例提供的干式套管的加工装置，通过先将皱纹纸与屏蔽铝箔按照芯子绕制长度进行预处理，再布置全封闭的真空环境，将皱纹纸与铝箔装入其中，真空环境内设有浸泡机构与绕制机构，以提高皱纹纸与铝箔的加工效果，具体方法采用将皱纹纸与铝箔缓慢通过由环氧树脂及非线性填料均匀混合的复合材料浸渍池，并使其充分浸渍再进行绕制。由于真空环境下的条件使得绝缘材料无法与空气中的水分发生反应，杂质得到了有效地去除，降低了套管的介质损耗比，从而解决了干式套管在加工过程中非线性填料分布不均匀，浸润程度较低的缺陷，并且保障了干式套管的相关电气性能。同时整套加工装置结构拓扑清晰，操作流程简单，极大的提高了对干式套管的加工效率。
优选地，在本实施例中，所述浸渍材料包括环氧树脂及非线性填料。
优选地，在本实施例中，所述非线性填料包括硅橡胶复合材料。硅橡胶材料作为高压输变电系统广泛使用的绝缘材料，具有良好的电气绝缘性能，可以有效地降低局部电场畸变程度，改善绝缘介质空间电场分布的均匀性。
优选地，在本实施例中，所述环氧树脂中设有硅微粉，所述环氧树脂和所述硅微粉比例为1:0.2～1:1。为增加纯环氧树脂的机械强度和电气性能，环氧树脂中添加了一定剂量的硅微粉，经发明人多次试验得知，当环氧树脂和硅微粉比例为1:0.2～1:1，整个加工效果最好。在实际操作过程中，所用材料需充分混合搅拌、脱气，以达到较佳的加工效果。
优选地，在本实施例中，所述第二传送轮的转速≤10r/min。需要说明的是，传送轮的转速受多方面因素影响，在实际操作中，应以可以使非线性材料达到最佳的浸渍与绕制效果为准，具体的，第二传送轮的转速应小于或等于10r/min，以使加工效果满足标准。
优选地，在本实施例中，还包括调速机构，所述调速机构用于对所述第一传送轮、所述第二传送轮与所述第三传送轮的速度进行调节。具体的，所述调速机构可由外部的工控机，HMI人机界面进行相应的操作调节，具体速度可由操作人员进行相应地设置，也可通过相关的程序算法进行自动调节。
本发明另一实施例提供了一种干式套管的加工方法，其采用如上所述的干式套管的加工装置，具体的，请参见图2，为本发明实施例提供的一种干式套管的加工方法的流程示意图，具体包括以下步骤：
S101、根据干式套管芯子的长度设置皱纹纸与铝箔的长度与厚度；需要说明的是，此步骤为现有的公知技术，目的是对皱纹纸与铝箔进行预处理；
S102、将待加工的所述皱纹纸与铝箔输送至所述干式套管的加工装置的真空腔体内部；通过传送轮进行传输，保证皱纹纸与铝箔在加工装置内的加工速度为匀速可调，方便后续的环氧树脂的浸润操作；
S103、在所述真空腔体内部，将待加工的所述皱纹纸与铝箔缓慢且均匀地通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池；需要说明的是，在实际操作中，可借助电机对传送轮的速度进行调节，以使浸渍材料的浸泡程度达到最高，同时真空的环境也是的杂质得到了有效地去除，降低了套管的介质损耗比；
S104、在所述真空腔体内部，采用所述绕制机构对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制；需要说明的是，绕制机构为现有技术，可参阅如图所示的绕制方法，也可选用其他合适的绕制方法
S105、采用固化工艺对绕制后的所述皱纹纸与铝箔进行固化。优选地可在90℃～110℃下保温0.8～1.5小时后，再进行升温至130～150℃保温2.8～3.5小时后，完成固化操作，自然降温后送至后续的机加工环节。
本发明实施例提供的干式套管的加工装置及方法，通过先将皱纹纸与屏蔽铝箔按照芯子绕制长度进行预处理，再布置全封闭的真空环境，将皱纹纸与铝箔装入其中，真空环境内设有浸泡机构与绕制机构，以提高皱纹纸与铝箔的加工效果，具体方法采用将皱纹纸与铝箔缓慢通过由环氧树脂及非线性填料均匀混合的复合材料浸渍池，并使其充分浸渍再进行绕制。由于真空环境下的条件使得绝缘材料无法与空气中的水分发生反应，杂质得到了有效地去除，降低了套管的介质损耗比，从而解决了干式套管在加工过程中非线性填料分布不均匀，浸润程度较低的缺陷，并且保障了干式套管的相关电气性能。同时整套加工装置结构拓扑清晰，操作方法流程简单，极大的提高了对干式套管的加工效率。
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
Claims (7)
1.一种干式套管的加工装置，其特征在于，包括：真空腔体、传送轮输送机构、浸泡机构、绕制机构与固化机构；
所述浸泡机构与所述绕制机构均设于所述真空腔体内部；所述真空腔体设有进料口与出料口；
所述传送轮输送机构包括第一传送轮、第二传送轮与第三传送轮；
所述第一传送轮，其设于所述进料口处，用于将待加工的皱纹纸与铝箔输送至所述真空腔体内部；
所述浸泡机构包括浸泡池，且所述浸泡池内部设有浸渍材料；
所述第二传送轮设于所述浸泡池内，用于将待加工的所述皱纹纸与铝箔浸泡并通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池；
所述第三传送轮，其设于所述真空腔体内，用于将浸泡后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述绕制机构；
所述绕制机构，其设于所述出料口处，用于对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制，并将绕制后的所述皱纹纸与铝箔输送至所述固化机构；
所述固化机构用于对绕制后的所述皱纹纸与铝箔进行固化。
2.根据权利要求1所述的干式套管的加工装置，其特征在于，所述浸渍材料包括环氧树脂及非线性填料。
3.根据权利要求2所述的干式套管的加工装置，其特征在于，所述非线性填料包括硅橡胶复合材料。
4.根据权利要求2所述的干式套管的加工装置，其特征在于，所述环氧树脂中设有硅微粉，所述环氧树脂和所述硅微粉比例为1:0.2～1:1。
5.根据权利要求1所述的干式套管的加工装置，其特征在于，所述第二传送轮的转速≤10r/min。
6.根据权利要求1所述的干式套管的加工装置，其特征在于，还包括调速机构，所述调速机构用于对所述第一传送轮、所述第二传送轮与所述第三传送轮的速度进行调节。
7.一种干式套管的加工方法，采用如权利要求1～6任一项所述的干式套管的加工装置，其特征在于，所述加工方法具体包括：
(1)根据干式套管芯子的长度设置皱纹纸与铝箔的长度与厚度；
(2)将待加工的所述皱纹纸与铝箔输送至所述干式套管的加工装置的真空腔体内部；
(3)在所述真空腔体内部，将待加工的所述皱纹纸与铝箔缓慢且均匀地通过含有所述浸渍材料的所述浸泡池；
(4)在所述真空腔体内部，采用所述绕制机构对浸泡后的所述皱纹纸与铝箔进行绕制；
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