CN117059352B - 一种胶浸纤维电容式干式套管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种胶浸纤维电容式干式套管及其制作方法，涉及电气设备技术的技术领域。其制作方法包括：将待制作的芯体放置于第一模具中，并对所述芯体进行固定；先对所述芯体进行真空浸渍，在浸渍指定时间后，向第一模具的第二端灌注料液，并驱动第一活塞配合第二活塞往复运动，料液在压力作用下于第一模具中往复运动，确保所述料液对所述芯体进行充分浸润。通过本发明，解决了常温常压生产方式导致的套管质量低的问题，进而达到了提高套管生产质量的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电容套管领域，具体而言，涉及一种胶浸纤维电容式干式套管及其制作方法。
背景技术
变压器套管是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线的作用，变压器套管是变压器载流元件之一，在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流，胶浸纤维干式电容型套管即为其中一种；如图1所示，现有的胶浸纤维干式电容型套管通常包括电容芯子81、电容屏82、硅橡胶伞裙83、测量端子84等结构。
现有的胶浸纤维电容式干式套管的浸润制作方式如果缺少精确的生产控制，容易使得外部空气进入，或浸润不充分，造成产品内部的缺陷，从而影响套管的生产质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种胶浸纤维电容式干式套管，以至少解决相关技术中套管生产质量的问题。
根据本发明的一个实施例，一种胶浸纤维电容式干式套管制作方法，包括：
将待制作的芯体放置于第一模具中，并对所述芯体进行固定；其中，所述第一模具的第一端呈真空状态，且第一端设置有第一活塞；第一模具的第二端处于浸渍状态，且第二端设有第二活塞；
先对所述芯体进行真空浸渍，在浸渍指定时间后，向第一模具的第二端灌注料液，并驱动所述第一活塞配合第二活塞往复运动，料液在压力作用下于第一模具中往复运动，确保所述料液对所述芯体进行充分浸润。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种胶浸纤维电容式干式套管，由前述制作方法制作得到，包括：
芯体；
缠绕层，所述缠绕层缠绕于所述芯体；
其中，所述缠绕层包括若干第一纤维结构以及若干第二纤维结构，所述第一纤维结构与所述第二纤维结构交替缠绕于所述芯体。
在一个示例性实施例中，所述第一纤维结构与所述第二纤维结构以第一形态缠绕于所述芯体，其中，所述第一形态包括：所述第一纤维结构与所述第二纤维结构相互平行，并沿所述芯体轴向方向依次交替排列缠绕于所述芯体外部。
在一个示例性实施例中，所述第一纤维结构与所述第二纤维结构以第二形态缠绕于所述芯体，其中，所述第二形态包括：所述第一纤维结构以及所述第二纤维结构沿所述芯体径向依次交替层叠缠绕于所述芯体外部。
在一个示例性实施例中，所述第一纤维结构与所述第二纤维结构的比例至少为1：1。
在一个示例性实施例中，还包括：
第三纤维，所述第三纤维位于所述第一纤维结构以及第二纤维结构之间，且所述第三纤维以第一形态或第二形态缠绕于所述芯体。
在一个示例性实施例中，还包括：
所述第一纤维结构与所述第二纤维结构以及第三纤维的比例至少为1：1：1。
在一个示例性实施例中，还包括：
绝缘树脂，所述绝缘树脂浸渍所述芯体以及所述缠绕层。
通过本发明，由于先进行真空浸渍，随后在一定正压力下，通过活塞驱动料液往复运动，一方面避免了外部空气的进入，另一方面也促进料液对芯体的浸润效率，提高了套管生产质量。
附图说明
图1是现有技术中的胶浸纤维电容式干式套管的半剖视图；
图2是根据本发明实施例的制作方法流程框图；
图3是根据本发明实施例的制作方法的生产设备的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的整体结构示意图；
图5是根据本发明实施例2的绝缘芯体结构局部剖图；
图6是根据本发明实施例3的绝缘芯体结构局部剖图；
图7是根据本发明实施例4的绝缘芯体结构局部剖图一；
图8是根据本发明实施例4的绝缘芯体结构局部剖图二。
附图说明：1、绝缘芯体；11、芯体；12、第一纤维结构；13、第二纤维结构；14、第三纤维；15、绝缘树脂；2、均压球；3、复合绝缘套；4、接线端子；5、盖板；6、法兰；7、第一模具；71、第一活塞；72、第二活塞；81、电容芯子；82、电容屏；83、硅橡胶增爬伞裙；84、测量端子。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1：本实施例提供一种胶浸纤维电容式干式套管的制作方法，如图1及图2所示，具体包括以下步骤：
S1，将待制作的芯体11放置于第一模具7中，并对芯体11进行固定，芯体11的固定方式有多种，可以是夹持固定，也可以是嵌槽固定，还可以是其他方式的固定；其中，所述第一模具7的第一端呈真空状态，且第一端设置有第一活塞71；第一模具7的第二端处于浸制状态，且第二端设有第二活塞72；第一模具7的第二端通常浸制于需要进行浸润的料液当中；
S2，先对芯体11进行真空浸渍，从而避免外部空气进入，保证生产质量；随后在浸渍指定时间后，向第一模具7的下端（第二端）灌注料液，当然，料液也可以根据实际需求从第一模具7的上端（第一端）进行灌注；在灌注料液后，第一活塞71配合第二活塞72往复运动，使料液在第一模具7中往复运动，以增强料液对芯体11的浸润效果，使芯体11被充分浸润；需要说明的是，在第一活塞71和第二活塞72的运动过程中，可以向第一活塞71和第二活塞72分别添加一定压强，通常为3-6个大气压，以促进料液对芯体11的浸润效果，同时由于料液的往复运动，使得料液与芯体11的接触面积得到增加，从而进一步促进了料液对芯体11的浸润效果。
应当理解的是，第一端和第二端的位置可以互换，即第一活塞71和第二活塞72的位置可以互换；且为增强浸润效果，如图2所示，对于用于放置芯体11的区域，其靠近活塞的两端可以设置为开口朝向活塞的喇叭口状，这样是为了给料液留出足够的空间，使活塞在进行加压时，料液可以移动，同时能够使料液更充分的与芯体11相接触，同理，为了保证芯体11的充分浸润，当芯体11是通过嵌槽方式固定时，芯体11应当与嵌槽的槽壁紧贴，以使槽壁对芯体11产生张紧力，这样料液流经芯体11时，在张紧力的作用下料液能够向芯体11内部渗透，从而避免料液停留在芯体11的外表面，从而促进浸润效果。
实施例2：如图4所示，在本实施例中提供了一种胶浸纤维电容式干式套管，包括绝缘芯体111、与绝缘芯体111的第一端固接的均压球2、固设于绝缘芯体111外部固接的复合绝缘套3以及与绝缘芯体111第二端固接的接线端子4，所述第一端与第二端相对，所述符合绝缘套靠近所述第二端的一端设有盖板5，复合绝缘套3与绝缘芯体111之间设有法兰6。
而为增强绝缘芯体111的性能，绝缘芯体111包括芯体11以及缠绕层两部分，其中，缠绕层包括第一纤维结构12以及第二纤维结构13，且第一纤维结构12与第二纤维结构13交替缠绕于芯体11，其中，第一纤维结构12和第二纤维结构13的直径大小以及形状受使用环境和工艺要求的变化而变化，例如，第一纤维结构12可以是方形带状，也可以是圆形线状，还可以是其他形状，第二纤维结构13也可以是方形带状或圆形线状或其他形状；进一步的，为适应不同的使用环境，第一纤维结构12和第二纤维结构13可以是若干根单一材料的纤维丝，也可以是有多根单一材料的纤维丝编织形成的纤维布、纤维纱、或3D纤维结构（例如蜂窝状），可以理解的是，第一纤维结构12和第二纤维结构13以纤维布或纤维纱的形式存在时，第一纤维结构12和第二纤维结构13均可以由多种纤维丝编织而成，例如，可以是由有机纤维与无机纤维共同编织形成第一纤维结构12和/或第二编织结构13。
由于单一的缠绕材料有较多的弊端，例如，单一的胶浸纸材料浸润性好，方便生产，但是容易吸水受潮，且为保证强度，需要缠绕较多的层数，从而容易增加整个绝缘芯体111部分的体积；单一的玻璃纤维有较大的刚性强度，但是浸润速度慢；单一的聚酯纤维具有较强的疏水性，能够减少外部水汽对芯体11的侵蚀，且具有一定机械强度，但是同样具有浸润难度大的问题。
为解决上述问题，本申请的第一纤维结构12可以是胶浸纸，也可以是玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维等无机纤维，或者聚酯纤维、芳纶纤维、聚酰胺纤维或聚丙烯纤维等有机纤维，第二纤维结构13也可以是胶浸纸、玻璃纤维等无机纤维、或聚酯纤维等有机纤维，但是第一纤维结构12和第二纤维结构13的材料并不相同，例如，在第一纤维结构12是胶浸纸的情况下，第二纤维结构13可以是玻璃纤维或聚酯纤维，第一纤维结构12是玻璃纤维等无机纤维的情况下，第二纤维结构13可以是胶浸纸或聚酯纤维等有机纤维，以此类推；而为方便表述，则将第一纤维结构12的制作材料称为第一材料，第二纤维结构13的制作材料成为第二材料。
当第一纤维结构12和第二纤维结构13不相同的情况下，能够避免单一类型纤维结构的缺陷，并增强套管的工艺性能，例如单一的胶浸纸材料容易受潮，且体积过大，或者单一的玻璃纤维浸润效率低等，但是将胶浸纸的第一纤维结构12与玻璃纤维的第二纤维结构13相结合后，能够在特殊工况下，即不易受潮的情况，还能增强套管的机械强度，从而方便使用。
进一步的，在缠绕层由多种纤维组成的情况下，为适应不同材料的生产需求，在本申请中，第一纤维结构12和第二纤维结构13的缠绕方式受使用需求以及工艺需求的变化而至少设有多种，其中一种包括第一纤维结构12和第二纤维结构13以第一形态缠绕于芯体11，具体的，如图5所示，第一形态包括第一纤维结构12与第二纤维结构13相互平行，且第一纤维结构12和第二纤维结构13均沿芯体11的轴向方向依次交替排列缠绕于芯体11外部；而不论以哪一种形态进行缠绕，相较于单一的胶浸纸材料的缠绕层结构，玻璃纤维或聚酯纤维增强了缠绕层的强度，同时胶浸纸的延展性也使玻璃纤维或聚酯纤维能够更好的贴合芯体11，从而在进行生产时，只需要较小的大气压即可实现对玻璃纤维或聚酯纤维的组装生产，减小了能耗和生产难度。
而由于缠绕层强度的增强，所需要的胶浸纸缠绕层数或缠绕体积得以减少，从而进一步减小了芯体11的体积；另外，芯体11强度的增强也能够方便进行运输，减少了运输过程的损耗以及运输所需的各项支出；且聚酯纤维的疏水效果也能极大降低胶浸纸的吸水受潮速度，从而方便对芯体11进行保存；同时相对于有机纤维或无机纤维来说，胶浸纸的韧性和渗透性能够在真空加压生产过程中促进外部有机纤维或无机纤维与其他部件的贴合，方便生产。
需要说明的是，为保证上述效果，第一纤维结构12和第二次纤维的比例至少是1：1或者2：3，根据使用环境的不同，其比例还可以是1：2，或2：1，其中，第一纤维结构12和第二纤维结构13的比例可以是数量比，也可以是体积比，通常情况下是数量比；例如，当第一纤维结构12和第二纤维结构13是以第一形态进行缠绕时，该比例为第一纤维结构12与第二纤维结构13之间的数量比，应当理解，除了1：1的比例之外，其他比例也应当落入本申请的范围之内。
需要说明的是，第一纤维结构12和第二纤维结构13的比例不是固定的，本申请中提及的比例只是为方便本领域技术人员进行方案理解所提供的示例性说明，并不能以此作为对本申请的比例限定。
而为提高芯体11整体的性能，还可以设置有充分浸渍所有纤维结构的绝缘树脂15，即纤维结构之间均设有绝缘树脂15，从而保证芯体11性能的稳定。
实施例3：与实施例2不同之处在于，另外一种缠绕方式是第一纤维结构12和第二纤维结构13以第二形态缠绕于芯体11；如图6所示，第二形态包括第一纤维结构12以及第二纤维结构13沿芯体11径向方向依次交替层叠缠绕于芯体11外部，即第一纤维与第二纤维以同心环套的方式进行嵌套缠绕，且当第一纤维结构12和第二纤维结构13是以第二形态进行缠绕时，则第一纤维结构12与第二纤维结构13的比例是第一纤维结构12与第二纤维结构13之间的体积比或厚度比。
实施例4：为实现多种功能，与实施例2和实施例3不同之处在于，如图7-8所示，缠绕层还包括第三纤维14，第三纤维14可以设置在第一纤维结构12和第二纤维结构13之间，也可以是位于第一纤维结构12或第二纤维结构13与芯体11之间，还可以位于第一纤维结构12或第二纤维结构13与绝缘树脂15之间，具体以第三纤维14的缠绕方式以及实际使用环境来确定。
例如，当第三纤维14以前述第一形态缠绕于芯体11上时，第三纤维14通常位于第一纤维结构12和第二纤维结构13之间，此时，也可以是第一纤维结构12位于第二纤维结构13和第三纤维14之间，还可以是第二纤维结构13位于第一纤维结构12或第三纤维14之间；同理，当第三纤维14以前述第二形态缠绕于芯体11上时，第三纤维14可以位于第一纤维结构12/第二纤维结构13与芯体11之间，也可以位于第二纤维结构13/第一纤维结构12与绝缘树脂15（当部分绝缘树脂15位于最外层时）之间，还可以位于第一纤维结构12和第二纤维结构13之间。
一般情况下，通常由与第一纤维结构12和第二纤维结构13不同的材料制成，例如，当第一纤维结构12是胶浸纸，第二纤维结构13是玻璃纤维时，则第三纤维14通常由聚酯纤维制成，且聚酯纤维最好设置在第二纤维结构13与绝缘树脂15（当部分绝缘树脂15位于最外层时）之间，以提高套管整体的综合机械性能（如机械强度等）；当然，第三纤维14的制作材料也可以与第一纤维结构12或第二纤维结构13的制作材料相同，但该情况只针对特殊用途。
同样的，为保障上述效果，第三纤维14与第一纤维结构12和第二纤维结构13的比例至少也是1：1：1，其比例也可以是第一纤维结构12、第二纤维结构13和第三纤维14之间的数量比、体积比或厚度比，应当理解，除了1：1：1的比例之外，其他比例也应当落入本申请的范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种胶浸纤维电容式干式套管的制作方法，其特征在于，包括：
将待制作的芯体(11)放置于第一模具(7)中，并对所述芯体(11)进行固定；其中，所述芯体(11)通过嵌槽固定在所述第一模具中，且所述芯体(11)与所述嵌槽的槽壁紧贴；所述第一模具(7)的第一端呈真空状态，且第一端设置有第一活塞(71)；所述第一模具(7)的第二端处于浸渍状态，且第二端设有第二活塞(72) ，所述嵌槽靠近所述第一活塞(71)和所述第二活塞(72)的两端设置为开口分别朝向所述第一活塞(71)和所述第二活塞(72)的喇叭口状；
先对所述芯体(11)进行真空浸渍，在浸渍指定时间后，向第一模具(7)的第二端灌注料液，并驱动所述第一活塞(71)配合第二活塞(72)往复运动，使得料液在压力作用下于第一模具(7)中往复运动，确保料液对所述芯体(11)进行充分浸润。
2.一种胶浸纤维电容式干式套管，由权利要求1所述的制作方法制作得到，其特征在于，包括：
芯体(11)；
缠绕层，所述缠绕层缠绕于所述芯体(11)；
其中，所述缠绕层包括若干第一纤维结构(12)以及若干第二纤维结构(13)，所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)交替缠绕于所述芯体(11)。
3.根据权利要求2所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)以第一形态缠绕于所述芯体(11)，其中，所述第一形态包括：所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)相互平行，并沿所述芯体(11)轴向方向依次交替排列缠绕于所述芯体(11)外部。
4.根据权利要求2所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)以第二形态缠绕于所述芯体(11)，其中，所述第二形态包括：所述第一纤维结构(12)以及所述第二纤维结构(13)沿芯体(11)径向方向依次交替层叠缠绕于所述芯体(11)外部。
5.根据权利要求3或4所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)的比例至少为1：1。
6.根据权利要求3或4所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第一纤维结构(12)由第一材料制成，所述第二纤维结构(13)由第二材料制成，所述第一材料与第二材料不同。
7.根据权利要求6所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述缠绕层还包括：
第三纤维(14)，所述第三纤维(14)位于所述第一纤维结构(12)以及第二纤维结构(13)之间，且所述第三纤维(14)以第一形态或第二形态缠绕于所述芯体(11)。
8.根据权利要求7所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第一纤维结构(12)与所述第二纤维结构(13)以及第三纤维(14)的比例至少为1：1：1。
9.根据权利要求7所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，所述第三纤维(14)由第一材料制成，或，所述第三纤维(14)由第二材料制成，或所述第三纤维(14)由第三材料制成，其中，所述第三材料与所述第一材料以及所述第二材料均不相同。
10.根据权利要求2所述的一种胶浸纤维电容式干式套管，其特征在于，还包括：
绝缘树脂(15)，所述绝缘树脂(15)浸渍所述芯体(11)以及所述缠绕层。
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