一種高壓電容式干式套管的加工方法
【專利摘要】本發明提供一種高壓電容式干式套管的加工方法，該方法采用在保證局部放電的裕度相等的前提下，使徑向場強最均勻；其有別于充油套管采用了平均場強的方法，通過該方法加工的套管和現有套管相比具有相對較小的結構尺寸和更優的電氣性能。該高壓電容式干式套管的加工方法主要由芯子卷制、真空浸膠和成型三個步驟組成。
【專利說明】一種高壓電容式干式套管的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸變電行業用的高壓套管，具體涉及一種高壓電容式干式套管的加工方法。
【背景技術】
[0002]目前，輸變電行業所用的干式高壓套管主要有膠浸皺紋紙型和玻璃纖維纏繞型，但上述兩種方式均存在以下問題:
[0003]膠浸皺紋紙型目前存在的問題:
[0004]1.生產過程需要大量的皺紋紙，均需木材制作，不符合當前的環保趨勢和潮流；
[0005]2.皺紋紙纖維真空干燥絕緣處理周期特別長，生產成本高；
[0006]3.皺紋紙纖維的毛細纖維管內環氧樹脂很難完全浸透，在后期的制作加工、運輸及運行過程中，裸露的環氧部分均需采用特殊容器密封保護，否則紙纖維會復吸空氣中的水份，造成套管介質損耗和局部放電增大，長期運行會導致套管故障、崩潰，對整機設備構成重大隱患；
[0007]4.電容極板需要交替布置在皺紋紙之間，皺紋紙卷制的松緊程度很難控制，這對電容電極布置的精度和最終環氧樹脂的浸潤程度有重要影響，對工藝裝備及工人的操作熟練程度均要求較高；
[0008]5.電容電極層數較多，卷制過程中任何一層電容電極布置錯誤或存在其他隱性缺陷，均會導致整個產品的報廢，不便于批量的工業化生產。
[0009]玻璃纖維纏繞型:
[0010]1.產品在敞開環境下采用玻璃絲浸環氧樹脂纏繞制作，制作過程無法進行真空條件下的干燥絕緣處理，絕緣材質本身所含水份及空氣中水份、雜質無法去除，導致產品的介質損耗比較大，長期運行容易導致產品熱崩潰；
[0011]2.電容電極的邊緣處理、平整度、同心度及粘接性能較差，導致產品局部放電量較大，往往在幾百到上千皮庫，從而無法和對電性能要求較高的設備配套使用。
【發明內容】
[0012]本發明提供一種高壓電容式干式套管的加工方法，主要解決了【背景技術】中存在的問題。
[0013]本發明的具體技術解決方案如下:
[0014]該高壓電容式干式套管的加工方法包括以下步驟:
[0015]I]芯子卷制
[0016]1.1]根據載流方式確定導電桿直徑并在導電桿表面噴砂并涂覆偶聯劑；
[0017]1.2]將經脫蠟、脫脂、預浸偶聯劑處理后的合成纖維布(網)卷制在經步驟1.1處理的導電桿上；所述合成纖維布(網)的耐溫要求為彡180°c ;卷制速度彡10r/min ；
[0018]1.3]將經去油、氧化、涂偶聯劑的電容電極卷制在經步驟1.2處理的導電桿上；卷制速度< 10r/min ；
[0019]1.4]交替重復進行步驟1.2和步驟1.3，直至滿足電壓等級要求，最外層應為合成纖維布(網)；所述電容電極應進行折邊處理，各層之間的長度差應為±0.2mm，各層之間的厚度差應為±0.1mm。
[0020]2]真空浸膠
[0021]2.1]將經步驟I處理后卷制成型的芯子裝入全封閉的模具中，于90°C?110°C環境溫度下抽真空并干燥I?3小時；
[0022]2.2]采用自動壓力凝膠工藝將環氧樹脂注入模具內，90°C?110°〇下保溫0.8?
1.5小時后，再升溫至130?150°C保溫2.8?3.5小時后固化成型，自然降溫至室溫后脫模。
[0023]3]成型:
[0024]將步驟2固化成型好的芯子直接與傘裙硫化成一體。
[0025]上述合成纖維布(網)經過特殊脫脂和浸潤偶聯劑工藝處理，其吸水率小于等于
0.01% ;單絲直徑為0.2?1_ ;目數為50?100目。
[0026]上述的自動壓力凝膠(APG)工藝參數要求如下:
[0027]a、真空度小于等于30pa ；
[0028]b、攪拌時間大于120min ；
[0029]C、為增加純環氧樹脂的機械強度和電氣性能，環氧樹脂中應添加硅微粉，環氧樹脂和硅微粉比例為1:0.2?1:1，充分混合攪拌、脫氣后注入模具。
[0030]本發明的優點在于:
[0031]該方法采用在保證局部放電的裕度相等的前提下，使徑向場強最均勻，不同于充油套管采用了平均場強的方法，通過該方法加工的套管和現有套管相比具有相對較小的結構尺寸和更優的電氣性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為利用本發明提供的加工方法加工出的高壓電容式干式套管；
[0033]附圖明細如下:1-導電桿；2_合成纖維布(網)；3-電容電極。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖及具體實施例對本發明進行詳述:
[0035]該高壓電容式干式套管的加工方法包括以下步驟:
[0036]I]芯子卷制
[0037]1.1]根據載流方式確定導電桿直徑并在導電桿表面噴砂并涂覆偶聯劑；例如:確定載流為1250安培的導電桿，其直徑為65mm，載流方式為直接載流，利用壓縮空氣噴砂工藝在導電桿表面進行噴砂，砂可以選擇金剛砂材質的80?100目的沙粒，噴砂完成后需進行清洗、干燥，干燥完成后在砂層表面涂覆偶聯劑，涂覆兩遍偶聯劑，偶聯劑可以選用KH550、KH560，其中KH550的性能是提高環氧樹脂和鋁合金表面的粘接活性，可作為最佳選擇。
[0038]1.2]將經脫蠟、脫脂、預浸偶聯劑處理后的合成纖維布(網)卷制在經步驟1.1處理的導電桿上；合成纖維布(網)的耐溫要求為彡180°C;卷制速度彡10r/min ;合成纖維布(網)經過特殊脫脂和浸潤偶聯劑工藝處理后，吸水率小于等于0.01%;單絲直徑為0.2?Imm ;目數為50?100目。
[0039]以電子級玻璃纖維布為例，選用0.15mm的成品布，首先進行脫蠟、脫脂處理，該處理的目的是提高玻璃纖維和環氧樹脂的粘接強度，該處理方式為公知技術；經上述處理后，再將玻璃纖維布浸入偶聯劑中，該處理的目的是提高布和環氧樹脂的浸潤性，偶聯劑可選用硅烷偶聯劑，浸入時間30min即可；將玻璃纖維布從偶聯劑中取出并干燥，干燥完成后以小于10r/min的速度卷制在直徑為65mm的導電桿上；
[0040]1.3]將經去油、氧化、涂偶聯劑的電容電極卷制在經步驟1.2處理的導電桿上?’卷制速度彡lOr/min;以純鋁電容電極為例，選用厚度為0.0lmm的鋁箔，首先進行去油、陽極氧化處理，該處理的目的是去除鋁箔表面油或其他雜質，提高鋁箔表面能及粘接面積，該處理方式為公知技術；經上述處理后，再向電容電極表面涂覆偶聯劑，該處理的目的是提高鋁箔表面的活化能，偶聯劑可選用KH560 ;將經上述處理的電容電極以10r/min的速度卷制在直徑為65mm的導電桿上；
[0041]1.4]交替重復進行步驟1.2和步驟1.3，直至滿足電壓等級要求。一般35kV纏繞電容電極層數為10層，IlOkV纏繞電容電極層數為20層，最外層為合成纖維布(網)；電容電極應進行折邊處理，各層之間的長度差應為±0.2mm，各層之間的厚度差應為±0.1mm ；
[0042]2]真空浸膠
[0043]2.1]將經步驟I處理后卷制成型的芯子裝入全封閉的模具中，于90°C?110°C環境溫度下抽真空并干燥I?3小時；
[0044]2.2]采用自動壓力凝膠工藝將環氧樹脂注入模具內，90°C?110°〇下保溫0.8?1.5小時后，再升溫至130?150°C保溫2.8?3.5小時后固化成型，自然降溫至室溫后脫模。
[0045]自動壓力凝膠工藝參數要求如下:a.真空度小于等于30pa;b.攪拌時間大于120min ；c.為了增加純環氧樹脂的機械強度和電氣性能，可以選擇在環氧樹脂中應添加硅微粉，環氧樹脂和硅微粉比例為1:0.2?1:1，充分混合攪拌、脫氣后注入模具。
[0046]3]成型
[0047]將步驟2固化成型好的芯子直接與傘裙硫化成一體。
[0048]通過大量的試驗數據對比，發現本發明的加工方法生產的套管和傳統充油套管及現有結構的干式套管相比具有以下優點:
[0049](I)套管的介質損耗為0.3%左右，遠小于國家標準0.7%，且不會復吸空氣中的潮氣，運輸和庫存過程中無需特殊防護，長期運行的穩定性、可靠性提高；
[0050](2)經過優化設計計算，在相對較小的尺寸下，可以獲得較高的局部放電起始放電電壓，電性能更優越。
[0051]本發明用合成纖維布(網)替代皺紋紙，產品符合環保趨勢，創新性的使用了自動壓力凝膠工藝，大大降低了產品的干燥和浸潰加工周期，節省了企業成本，提高了產品的市場競爭力，具有較強的市場推廣價值。
【權利要求】
1.一種高壓電容式干式套管的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 1]芯子卷制 1.1]根據載流方式確定導電桿直徑并在導電桿表面噴砂并涂覆偶聯劑； 1.2]將經脫蠟、脫脂、預浸偶聯劑處理后的合成纖維布或合成纖維網卷制在經步驟1.1處理的導電桿上；所述合成纖維布或合成纖維網的耐溫要求為> 180°c ;卷制速度^ 10r/min ； 1.3]將經去油、氧化、涂偶聯劑的電容電極卷制在經步驟1.2處理的導電桿上；卷制速度< 10r/min ； 1.4]交替重復進行步驟1.2和步驟1.3，直至滿足電壓等級要求，最外層應為合成纖維布或合成纖維網；所述電容電極應進行折邊處理，各層之間的長度差應為±0.2mm，各層之間的厚度差應為±0.1mm ; 2]真空浸膠 2.1]將經步驟I處理后卷制成型的芯子裝入全封閉的模具中，于90°C?110°C環境溫度下抽真空干燥I?3小時； 2.2]采用自動壓力凝膠工藝將環氧樹脂注入模具內，90°C?110°〇下保溫0.8?1.5小時后，再升溫至130?150°C保溫2.8?3.5小時后固化成型，自然降溫至室溫后脫模； 3]成型: 將步驟2固化成型好的芯子直接與傘裙硫化成一體。
2.根據權利要求1所述的高壓電容式干式套管的加工方法，其特征在于:所述的合成纖維布或合成纖維網經過特殊脫脂和浸潤偶聯劑工藝處理，其吸水率小于等于0.01% ;單絲直徑為0.2?I臟；目數為50?100目。
3.根據權利要求1所述的高壓電容式干式套管的加工方法，其特征在于:所述的自動壓力凝膠工藝參數要求如下: a、真空度小于等于30pa； b、攪拌時間大于120min； C、為增加純環氧樹脂的機械強度和電氣性能，環氧樹脂中應添加硅微粉，環氧樹脂和硅微粉比例為1:0.2?1:1，充分混合攪拌、脫氣后注入模具。
【文檔編號】H01B19/00GK104200938SQ201410448640
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】葉霖, 嚴鋒 申請人:西安神電高壓電器有限公司