CN113410014A - 复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子护套‑芯棒界面植入光纤光栅的制造装置及制造方法，制造装置包括：真空箱和注射枪，真空箱的两相对设置的内侧壁上设置有垂直导轨，两个垂直导轨之间安装有水平导轨，水平导轨能够沿着垂直导轨往复移动，注射枪用于注射光纤粘接层，注射枪安装在水平导轨上，注射枪能够沿着水平导轨往复移动，设置有垂直导轨的两个内侧壁上设置有正对的旋转固定器，旋转固定器可旋转设置，两旋转固定器用于固定芯棒和至少一根光纤，芯棒与水平导轨间隔平行设置，且水平导轨位于芯棒正上方，注射枪位于需要注射光纤粘接层的光纤的正上方，且注射枪的注射口与光纤间隔设置，能够降低光纤复合绝缘子的生产成本并且提高生产效率。

Description

复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置及方法

技术领域

本发明涉及输变电设备在线监测技术领域，特别涉及一种复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置及方法。

背景技术

复合绝缘子具有耐污闪性能好、质量轻、强度高等优点，被广泛应用于电网，其中，特高压输电线路中复合绝缘子用量超过70％。“西电东送”等远距离架空输电线路不可避免地跨越高山峡谷、江河盆地、沿海海岛等复杂地形和内陆工业区，在高/低温、高湿、强紫外、盐雾/污秽和酸雨等严酷气候和运行电压的长期作用下，线路复合绝缘子出现覆冰/冰闪、爬电/污闪、脆断/朽断、异常温升等多种运行状态。因此，监测复合绝缘子的运行状态是保障电网安全运行的重要环节之一。

光纤光栅具有绝缘性能好、抗电磁干扰能力强和无源传感等优点，适合植入复合绝缘子的长棒形结构中，组成准分布式传感和信号传递网络，实现复合绝缘子运行状态的全面感知。然而，目前复合绝缘子内植入光纤光栅的方法存在以下几个问题：1、容易在复合绝缘子内形成气泡产生缺陷，成品率低；2、植入光纤时需要注入大量的室温硫化硅橡胶(RTV)，生产成本较高；3、注入大量的RTV需要长时间的固化，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置。

本发明第二方面实施例提供一种复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法。

根据本发明的第一方面实施例，提供复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，包括：真空箱和注射枪，所述真空箱的两相对设置的内侧壁上设置有垂直导轨，两个所述垂直导轨之间安装有水平导轨，所述水平导轨能够沿着所述垂直导轨往复移动，注射枪用于注射光纤粘接层，所述注射枪安装在所述水平导轨上，所述注射枪能够沿着所述水平导轨往复移动，设置有所述垂直导轨的两个内侧壁上设置有正对的旋转固定器，所述旋转固定器可旋转设置，两所述旋转固定器用于固定芯棒和至少一根光纤，所述芯棒与所述水平导轨间隔平行设置，且所述水平导轨位于所述芯棒正上方，所述注射枪位于需要注射光纤粘接层的光纤的正上方，且所述注射枪的注射口与所述光纤间隔设置。

有益效果：此复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，包括：真空箱和注射枪，真空箱的两相对设置的内侧壁上设置有垂直导轨，两个垂直导轨之间安装有水平导轨，水平导轨能够沿着垂直导轨往复移动，注射枪用于注射光纤粘接层，注射枪安装在水平导轨上，注射枪能够沿着水平导轨往复移动，设置有垂直导轨的两个内侧壁上设置有正对的旋转固定器，旋转固定器可旋转设置，两旋转固定器用于固定芯棒和至少一根光纤，芯棒与水平导轨间隔平行设置，且水平导轨位于芯棒正上方，注射枪位于需要注射光纤粘接层的光纤的正上方，且注射枪的注射口与光纤间隔设置，能够降低光纤复合绝缘子的生产成本并且提高生产效率。

根据本发明第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，所述注射枪设置有容纳腔，所述容纳腔内放入光纤粘接剂。

根据本发明第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，所述光纤粘接剂为硅橡胶。

根据本发明第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，所述旋转固定器为圆盘形，所述旋转固定器可沿圆心360°旋转，所述旋转固定器的圆心设置有芯棒卡扣，所述芯棒卡扣用于固定芯棒。

根据本发明第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，所述旋转固定器的圆边上设置有至少一个光纤卡扣，各所述光纤卡扣用于固定光纤。

根据本发明的第二方面实施例，提供复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，应用第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，包括以下步骤：

S1：打开所述真空箱，放入芯棒和至少一根光纤，并通过所述旋转固定器固定；

S2：通过所述垂直导轨调节所述水平导轨位置，使得所述水平导轨位于所述芯棒中轴线正上方；

S3：关闭所述真空箱，进行抽真空；

S4：通过所述水平导轨调节所述注射枪的位置，将所述注射枪的注射口对准光纤的始端，所述注射枪沿着所述水平导轨移动，将光纤粘接剂从光纤的始端注射到尾端；

S5：取出芯棒和光纤整体，两端压接金具后放入真空高温硫化硅橡胶注射机中注射护套和伞裙，制成护套-芯棒界面植入光纤光栅的光纤复合绝缘子。

有益效果：此复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，在真空环境中采用光纤粘接剂粘接在芯棒表面，能够防止光纤、芯棒和粘接层包裹光纤，注射护套和伞裙能够保护光纤不被冲破，粘接光纤所需要的光纤粘接剂用量较少，缩短固化时间，能够在复合绝缘子护套-芯棒界面快速植入多根光纤，降低光纤复合绝缘子的生产成本并且提高生产效率。

根据本发明第二方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，在步骤S5前，还具有步骤S4b：如果植入两根以上的光纤，待前一根光纤的光纤粘接呈固化后，控制旋转固定器旋转芯棒和光纤，使得后一根光纤位于所述注射枪的正下方，然后重复步骤S4，将后一根光纤粘接在芯棒的表面，重复前述过程直至所有光纤粘接在芯棒的表面。

根据本发明第二方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，在步骤S4中，注射在光纤上的光纤粘接层呈水珠形，厚度小于1cm。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅制造时的示意图；

图2为本发明实施例复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅制造时的侧视图；

图3为本发明实施例旋转固定器的结构示意图；

图4为本发明实施例光纤粘接层部分示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，包括：真空箱100和注射枪200。其中，真空箱100的两相对设置的内侧壁上设置有垂直导轨110，两个垂直导轨110之间安装有水平导轨120，水平导轨120能够沿着垂直导轨110往复移动。

注射枪200用于注射光纤粘接层300，注射枪200安装在水平导轨120上，注射枪200能够沿着水平导轨120往复移动。

其中，设置有垂直导轨110的两个内侧壁上设置有正对的旋转固定器130，旋转固定器130可旋转设置，两旋转固定器130用于固定芯棒131和至少一根光纤132，芯棒131与水平导轨120间隔平行设置，且水平导轨120位于芯棒131正上方。注射枪200位于需要注射光纤粘接层300的光纤132的正上方，且注射枪200的注射口与光纤132间隔设置。

其中，注射枪200设置有容纳腔，容纳腔内放入光纤粘接剂。光纤粘接剂为室温硫化硅橡胶(RTV)。旋转固定器130为圆盘形，旋转固定器130可沿圆心360°旋转，旋转固定器130的圆心设置有芯棒卡扣140，芯棒卡扣140用于固定芯棒131。旋转固定器130的圆边上设置有至少一个光纤卡扣150，各光纤卡扣150用于固定光纤132。水平导轨120位于芯棒131中轴线的正上方，水平导轨120与芯棒131的距离为20cm，注射枪200的注射口与光纤132的距离为2cm。

复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，应用第一方面实施例所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，包括以下步骤：

S1：打开真空箱100，放入芯棒131和至少一根光纤132，并通过旋转固定器130固定，用旋转固定器130的芯棒卡扣140固定芯棒131，用旋转固定器130的光纤卡扣150固定光纤132；

S2：通过垂直导轨110调节水平导轨120位置，使得水平导轨120位于芯棒131中轴线正上方；

S3：关闭真空箱100，进行抽真空；

S4：通过水平导轨120调节注射枪200的位置，将注射枪200的注射口对准光纤132的始端，注射枪200沿着水平导轨120移动，将光纤粘接剂从光纤132的始端注射到尾端，注射在光纤132上的光纤粘接层300呈水珠形，厚度小于1cm；

S4b：如果植入两根以上的光纤132，待前一根光纤132的光纤粘接呈固化后，控制旋转固定器130旋转芯棒131和光纤132，使得后一根光纤132位于注射枪200的正下方，然后重复步骤S4，将后一根光纤132粘接在芯棒131的表面，重复前述过程直至所有光纤132粘接在芯棒131的表面；

S5：取出芯棒131和光纤整体，两端压接金具后放入真空高温硫化硅橡胶注射机中注射护套和伞裙，制成护套-芯棒界面植入光纤光栅的光纤复合绝缘子。

例如，当植入两根光纤132时，待第一根光纤132的光纤粘接层300固化后，控制固定旋转器130旋转芯棒131，使得第二根光纤132位于注射枪的正下方，然后通过水平导轨120调节注射枪200的位置，将注射枪200的注射口对准光纤132的始端，注射枪200沿着水平导轨120移动，将光纤粘接剂从光纤132的始端注射到尾端。

此方法在真空环境中采用RTV将光纤132粘接在芯棒131表面，能够防止光纤132、芯棒131和光纤粘接层的界面形成气泡产生缺陷，光纤粘接层300包裹光纤132，注射护套和伞裙时能够保护光纤132不被冲破，粘接光纤132需要的RTV用量较少，缩短固化时间，能够在复合绝缘子护套-芯棒界面快速植入多根光纤132，降低光纤复合绝缘子的生产成本且提高生产效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于，包括：

真空箱，所述真空箱的两相对设置的内侧壁上设置有垂直导轨，两个所述垂直导轨之间安装有水平导轨，所述水平导轨能够沿着所述垂直导轨往复移动；

注射枪，用于注射光纤粘接层，所述注射枪安装在所述水平导轨上，所述注射枪能够沿着所述水平导轨往复移动；

其中，设置有所述垂直导轨的两个内侧壁上设置有正对的旋转固定器，所述旋转固定器可旋转设置，两所述旋转固定器用于固定芯棒和至少一根光纤，所述芯棒与所述水平导轨间隔平行设置，且所述水平导轨位于所述芯棒正上方；

所述注射枪位于需要注射光纤粘接层的光纤的正上方，且所述注射枪的注射口与所述光纤间隔设置。

2.根据权利要求1所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于：所述注射枪设置有容纳腔，所述容纳腔内放入光纤粘接剂。

3.根据权利要求2所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于：所述光纤粘接剂为室温硫化硅橡胶。

4.根据权利要求1所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于：所述旋转固定器为圆盘形，所述旋转固定器可沿圆心360°旋转，所述旋转固定器的圆心设置有芯棒卡扣，所述芯棒卡扣用于固定芯棒。

5.根据权利要求4所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于：所述旋转固定器的圆边上设置有至少一个光纤卡扣，各所述光纤卡扣用于固定光纤。

6.复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，应用如权利要求1至5任一项所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打开所述真空箱，放入芯棒和至少一根光纤，并通过所述旋转固定器固定；

S2：通过所述垂直导轨调节所述水平导轨位置，使得所述水平导轨位于所述芯棒中轴线正上方；

S3：关闭所述真空箱，进行抽真空；

S4：通过所述水平导轨调节所述注射枪的位置，将所述注射枪的注射口对准光纤的始端，所述注射枪沿着所述水平导轨移动，将光纤粘接剂从光纤的始端注射到尾端；

S5：取出芯棒和光纤整体，两端压接金具后放入真空高温硫化硅橡胶注射机中注射护套和伞裙，制成护套-芯棒界面植入光纤光栅的光纤复合绝缘子。

7.根据权利要求6所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，其特征在于：在步骤S5前，还具有步骤S4b：如果植入两根以上的光纤，待前一根光纤的光纤粘接呈固化后，控制旋转固定器旋转芯棒和光纤，使得后一根光纤位于所述注射枪的正下方，然后重复步骤S4，将后一根光纤粘接在芯棒的表面，重复前述过程直至所有光纤粘接在芯棒的表面。

8.根据权利要求6所述的复合绝缘子护套-芯棒界面植入光纤光栅的制造方法，其特征在于：在步骤S4中，注射在光纤上的光纤粘接层呈水珠形，厚度小于1cm。

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