CN1731539A - 用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒及制备方法 - Google Patents

用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力电网输电线路高压用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒及制备方法。缠绕式复合绝缘子芯棒两端镶嵌金属环，金属环外径上往复缠绕经树脂基浸渍玻璃纤维环氧缠绕纱单丝。制备方法，称取组合物；将树脂熔化；玻璃纤维通过熔化后树脂基溶液中，在转速150转/分搅拌均匀；玻纤和环氧树脂基溶液在高温下连续缠绕后固化成型。结构简单，生产成本低，能减轻铁塔负荷，减少输电线路对地有效距离，其重量为使用金属套筒连接的1/10，铁塔负荷降低，增加绝缘距离，提高抗雷电冲击能力。缠绕式复合绝缘子芯棒是在缠绕时增加横向缠绕，除拉伸强度能满足要求，增加弯曲强度，广泛应用在电力电网输电线路上，有很好的社会和经济效益。

Description

用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒及制备方法
技术领域
本发明涉及电力电网输电线路绝缘子芯棒，特别适用用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒及制备方法
背景技术
现有国内外高压电力电网输电线路使用的绝缘子芯棒，是采用环氧树脂基浸渍玻璃纤维挤拉成型的。挤拉成型的芯棒和金具连接采用压接工艺，为保证芯棒和金属套筒连接牢固以防脱落，保证电网运行安全，一般将金属套筒压接部分都设计的很长，从而保证连接安全。但存在500KV以上的绝缘子，由于金属套筒体积大，一是钢材增加了生产成本，二是增加了铁塔负荷，影响电网安全，三是整个输电线路对地有效距离增加，从而导致耐雷电冲击性能降低。传统绝缘子由金属套筒(两端附件，一端接塔体，一端连导线)、挤拉芯棒(起内绝缘和支撑作用)和硅橡胶伞盘三大部分组成。挤拉芯棒由玻纤和环氧树脂基在高温下连续挤拉后固化成型。这种芯棒存在一个方向的玻纤受力，从而使芯棒拉伸强度高，而弯曲强度较差等缺陷。
发明内容
本发明的发明目的是克服芯棒弯曲强度较低，提供一种结构简单，生产成本低，能减轻铁塔负荷，增加芯棒弯曲强度，减少输电线路对地有效距离的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒。
本发明的另一发明目的是提供一种用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法。
实现发明目的的技术方案是这样解决的：其显著的进步在于缠绕式复合绝缘子芯棒的两端镶嵌连接有金属环，在金属环的外径上往复缠绕经树脂基浸渍的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝。
用树脂基浸渍玻璃纤维缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于按下述步骤进行
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其芯棒的树脂基浸渍组合物包括树脂、固化剂、促进剂，芯棒的树脂基浸渍组合物的重量比为：树脂∶固化剂∶促进剂＝90～120∶80～90∶1，所述树脂为环氧树脂，所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为S-440；
②、将树脂基浸渍组合物在温度20℃至40℃温度进行熔化、在转速150转/分进行充分搅拌均匀，树脂基不得含有气泡；
③、将固定在数控缠绕机上的纱绽的一端通过树脂基胶槽将玻璃纤维环氧缠绕纱单丝放入熔化后的树脂基溶液中，然后把单丝的一端固定在金属环上；
④、用数控缠绕机按照客户对电压等级和拉力大小的要求，确定上下金属环的中心距离和缠绕式复合绝缘子芯棒直径，将技术参数编程后输入数控编程机，按客户要求的绝缘子与铁塔连接方式确定是哪一种结构环，将金属环定在工装上，将浸过树脂基的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝拉到金属环上，开启缠绕机电源后，缠绕机的绕臂按事先设定的程序工作，缠绕完毕后，连同缠绕工装一同放到固化炉进行固化，固化温度为四个区，即第一区为80℃时保温30min，第二区为120℃时保温1h，第三区为150℃保温2h、第四区为170℃保温2h，然后等温度自动降至常温后卸下工装件、脱模，即完成整个工序，形成产品，最后对产品进行吸红、拉力、水扩散试验，合标准后方可出厂销售。
本发明与现有技术相比，结构简单，重量轻，韧性好，生产成本低，能减轻铁塔负荷，减少输电线路对地有效距离，一是用金属环作为和铁塔及导线连接物，其重量为使用金属套筒连接的1/10，自然直接成本大大降低。二是铁塔负荷大大降低，尤其是第二点，增加了绝缘距离，从而大大提高了整个线路的抗雷电冲击能力。缠绕式复合绝缘子芯棒是在缠绕时增加横向缠绕，除拉伸强度能满足要求外，还大大增加弯曲强度，从而在耐强绝缘子推广上可靠性大大提高。广泛应用在电力电网输电线路上。有很好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明两端为一个金属环主视结构示意图；
图2为图1的俯视结构示意图；
图3为本发明一端为一个金属环，另一端为两个金属环俯视结构示意图；
图4为本发明两端各有两个金属环俯视结构示意图；
图5为图4的立体结构示意图。
具体实施方式
附图为本发明的实施例
下面结合附图对本发明的内容作进一步说明：
参照图1、2所示，缠绕式复合绝缘子芯棒1的两端镶嵌连接有金属环2，在金属环2的外径上往复缠绕经树脂基浸渍的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝3，缠绕式复合绝缘子芯棒1的一端通过金属环2与铁塔横担子连接，另一端通过金属环2与高压导线连接，所说的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝3为20μm×1200Tex。
参照图3所示，缠绕式复合绝缘子芯棒1的一个金属环2的一端与塔体连接，另一端分叉缠绕有两个平行金属环2-1、2-2连接在导线上。
参照图4所示，缠绕式复合绝缘子芯棒1的两端各有两个金属环2，其中一端分叉的两个金属环2-1、2-2与塔体连接，另一端分叉的两个金属环2-3、2-4连接在导线上。
图5为缠绕式复合绝缘子芯棒1的立体图，两端分别有四个金属环2。这种缠绕式复合绝缘子芯棒1主要用于连接重量大、直径比较粗的高压导线。缠绕式复合绝缘子芯棒1可以不设置有硅橡胶伞盘，节约成本费用，但也可根据客户要求设置硅橡胶伞盘。
由于金属环2镶嵌在缠绕式复合绝缘子芯棒1的圆环端头内，金属环2暴露在外面的面积很小，接触雷电的机会大大减少，提高了整条线路的抗雷电冲击能力。
用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法，按下述步骤进行
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其芯棒的树脂基浸渍组合物包括树脂、固化剂、促进剂，芯棒的树脂基浸渍组合物的重量比为：树脂∶固化剂∶促进剂＝90～120∶80～90∶1，所述树脂为环氧树脂，所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为S-440；
②、将树脂基浸渍组合物在温度20℃至40℃温度进行熔化、在转速150转/分进行充分搅拌均匀，树脂基不得含有气泡；
③、将固定在数控缠绕机上的纱绽的一端通过树脂基胶槽将玻璃纤维环氧缠绕纱单丝放入熔化后的树脂基溶液中，然后把单丝的一端固定在金属环上；
④、用数控缠绕机按照客户对电压等级和拉力大小的要求，确定上下金属环的中心距离和缠绕式复合绝缘子芯棒1直径，将技术参数编程后输入数控编程机，按客户要求的绝缘子与铁塔连接方式确定是哪一种结构环，金属环常用为三种(单单、单双、双双)，将金属环2固定在工装上，将浸过树脂基的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝3固定在金属环2上，开启缠绕机电源后，缠绕机的绕臂按事先设定的程序工作，缠绕完毕后，连同缠绕工装一同放到固化炉进行固化，固化温度为四个区，即第一区为80℃时保温30min，第二区为120℃时保温1h，第三区为150℃保温2h、第四区为170℃保温2h，然后等温度自动降至常温后卸下工装件、脱模，即完成整个工序，形成产品，最后对产品进行吸红、拉力、水扩散试验，合标准后方可出厂销售。
实施例1
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其组合物的重量比为：环氧树脂∶甲基四氢苯酐∶S-440＝90∶85∶1
②、将树脂基浸渍组合物在温度20℃温度进行熔化、在转速150转/分进行充分搅拌均匀，树脂基不得含有气泡；
③、将固定在数控缠绕机上的纱绽的一端通过树脂基胶槽将玻璃纤维环氧缠绕纱单丝3放入熔化后的树脂基溶液中，然后把单丝3的一端固定在金属环2上；
④、用数控缠绕机按照客户对电压等级和拉力大小的要求，确定上下金属环的中心距离和缠绕式复合绝缘子芯棒1直径，将技术参数编程后输入数控编程机，按客户要求的绝缘子芯棒1与铁塔连接方式确定是哪一种结构环，将金属环2固定在工装上，将浸过树脂基的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝3固定在金属环2上，开启缠绕机电源后，缠绕机的绕臂按事先设定的程序工作，缠绕完毕后，连同缠绕工装一同放到固化炉进行固化，固化温度为四个区，即第一区为80℃时保温30min，第二区为120℃时保温1h，第三区为150℃保温2h、第四区为170℃保温2h，然后等温度自动降至常温后卸下工装件、脱模，即完成整个工序，形成产品，最后对产品进行吸红、拉力、水扩散试验，合标准后方可出厂销售。
实施例2
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其组合物的重量比为：环氧树脂∶甲基四氢苯酐∶S-440＝95∶90∶1，
②、将树脂基在温度25℃温度进行熔化、充分搅均匀，树脂基不得含有气泡；其他步骤同实施例1
实施例3
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其组合物的重量比为：环氧树脂∶甲基四氢苯酐∶S-440＝100∶80∶1，
②、将树脂基在温度30℃温度进行熔化、充分搅均匀，树脂基不得含有气泡；其他步骤同实施例1
实施例4
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其组合物的重量比为：环氧树脂∶甲基四氢苯酐∶S-440＝110∶88∶1，
②、将树脂基在温度35℃温度进行熔化、充分搅均匀，树脂基不得含有气泡；其他步骤同实施例1
综上所述，本发明的绝缘子芯棒1是采用顺时针或逆时针缠绕，增加了芯棒1的刚度，其长度减少，绝缘效果不变，重量轻，大大减轻铁塔的体积，给铁塔施工带来了方便，不断节约了钢材，而且减轻了工人的劳动强度。其本发明的综合效益将给电力企业带来不可估量的技术及经济效果。

Claims (6)

1、一种用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒，其特征在于缠绕式复合绝缘子芯棒(1)的两端镶嵌连接有金属环(2)，在金属环(2)的外径上往复缠绕经树脂基浸渍的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝(3)。
2、根据权利要求1所说的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒，其特征在于缠绕式复合绝缘子芯棒(1)的一端镶嵌连接有金属环(2)，另一端分叉镶嵌连接有平行金属环(2-1、2-2)。
3、根据权利要求1所说的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒，其特征在于缠绕式复合绝缘子芯棒(1)的一端分叉镶嵌连接有平行金属环(2-1、2-2)，另一端分叉镶嵌连接有平行金属环(2-3、2-4)。
4、一种实现权利要求1的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：
①、按重量比称取树脂基浸渍组合物，其芯棒的树脂基浸渍组合物包括树脂、固化剂、促进剂，芯棒的树脂基浸渍组合物的重量比为：树脂∶固化剂∶促进剂＝90～120∶80～90∶1，所述树脂为环氧树脂，所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为S-440；
②、将树脂基浸渍组合物在温度20℃至40℃温度进行熔化、在转速150转/分进行充分搅拌均匀，树脂基不得含有气泡；
③、将固定在数控缠绕机上的纱绽的一端通过树脂基胶槽将玻璃纤维环氧缠绕纱单丝放入熔化后的树脂基溶液中，然后把单丝的一端固定在金属环上；
④、用数控缠绕机按照客户对电压等级和拉力大小的要求，确定上下金属环的中心距离和缠绕式复合绝缘子芯棒直径，将技术参数编程后输入数控编程机，按客户要求的绝缘子与铁塔连接方式确定是哪一种结构环，将金属环定在工装上，将浸过树脂基的玻璃纤维环氧缠绕纱单丝固定到金属环上，开启缠绕机电源后，缠绕机的绕臂按事先设定的程序工作，缠绕完毕后，连同缠绕工装一同放到固化炉进行固化，固化温度为四个区，即第一区为80℃时保温30min，第二区为120℃时保温1h，第三区为150℃保温2h、第四区为170℃保温2h，然后等温度自动降至常温后卸下工装件、脱模，即完成整个工序，形成产品，最后对产品进行吸红、拉力、水扩散试验，合标准后方可出厂销售。
5、根据权利要求4所说的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于所说的芯棒的树脂基浸渍组合物的重量比为：树脂∶固化剂∶促进剂＝95～110∶85～88∶1。
6、根据权利要求4所说的用玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于所说的芯棒的树脂基浸渍组合物在温度30℃～35℃温度进行熔化。
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