智能玻璃纖維纏繞管及制備方法和采用該纏繞管的絕緣子的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力輸變電絕緣設備技術領域，尤其是涉及一種智能玻璃纖維纏繞管及制備方法和采用該纏繞管的絕緣子。
【背景技術】
[0002]隨著特高壓、智能電網、遠距離大功率通訊及新能源產業的發展，高壓端信號采集的可靠性越來越受到重視。由于采用電信號傳感方式會存在易受電磁干擾、影響測量精度及絕緣性能的問題，因此利用光電分離方法采集傳輸數據已成為一種趨勢。采用光信號傳輸能夠高精度傳輸高壓設備的機械性能、電氣性能數據并有效解決電磁干擾的問題。目前主要采取的方式是在光纜外包覆硅橡膠護套再粘接傘裙后作為一個獨立元件使用或者在絕緣結構中以植入方式加入帶保護套的光纖或光纖跳線。這種結構的缺點是:1、機械強度低、長期可靠性差；2、外套材料與內部光纖護套材料存在多界面問題，這樣易導致絕緣性能以及信號傳輸穩定性差；3、設備的結構復雜，體積較大，應用受到限制。
[0003]為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種復合光纖套管[申請號:200910208550.1]，包括外表面設有凹槽的環氧玻璃鋼桶和套在環氧玻璃鋼桶外的傘裙護套，所述環氧玻璃鋼桶的凹槽中設置有光纖。上述方案在一定程度上改進了光纖套管絕緣可靠性差的問題，但是該方案依然存在:結構設計不夠合理，機械強度低、長期可靠性差，外套材料與內部光纖護套材料存在多界面問題等問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，機械強度高的智能玻璃纖維纏繞管。
[0005]本發明的另一目的是針對上述問題，提供一種安裝穩定性好的采用智能玻璃纖維纏繞管的絕緣子。
[0006]本發明的另一目的是針對上述問題，提供一種加工過程簡單的制備智能玻璃纖維纏繞管的方法。
[0007]為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案:本智能玻璃纖維纏繞管，包括由環氧樹脂和玻璃纖維制成的絕緣纏繞管體，其特征在于，所述的絕緣纏繞管體包括由浸漬環氧樹脂的玻璃纖維呈螺旋形繞制而成的內芯管，所述的內芯管外圍呈螺旋形周向繞設至少一根光纖，所述的光纖外圍設有由浸漬環氧樹脂的玻璃纖維呈螺旋形周向繞制而成的外層管，所述的內芯管和外層管固化為一體式結構，且所述的光纖一端位于絕緣纏繞管體的一端，所述的光纖另一端位于絕緣纏繞管體的另一端。即通過將光纖設置在內芯管和外層管之間并與絕緣纏繞管體一體成型，這樣提高了本纏繞管的機械強度，且絕緣性好，同時解決了外套材料與內部光纖護套材料存在多界面帶來的絕緣性能以及信號傳輸穩定性差的問題。
[0008]在上述的智能玻璃纖維纏繞管中，所述的光纖呈螺旋形周向繞設和/或軸向延伸設置并被固化在絕緣纏繞管體內，所述的光纖的兩端分別伸出絕緣纏繞管體外。優選地，這里的光纖采用螺旋形纏繞在絕緣纏繞管體內。
[0009]在上述的智能玻璃纖維纏繞管中，所述的內芯管的管壁厚度大于外層管的管壁厚度，且內芯管與外層管均為玻璃纖維螺旋纏繞管。優選地，這里的內芯管的管壁厚度遠大于外層管的管壁厚度，這樣提高了本纏繞管的結構強度。
[0010]在上述的智能玻璃纖維纏繞管中，所述的光纖為石英裸纖，且所述的光纖包括纖芯，所述的纖芯周向外側依次設置有光學包層與涂覆層。
[0011]在上述的智能玻璃纖維纏繞管中，所述的光纖為單模裸纖、多模裸纖或保偏光纖裸纖中的任意一種；所述的玻璃纖維為ΤΘΧ1200-4800無堿無捻玻璃纖維紗。
[0012]采用上述的智能玻璃纖維纏繞管的絕緣子，包括智能玻璃纖維纏繞管，所述的智能玻璃纖維纏繞管外圍套設有具有傘裙的絕緣套，其特征在于，所述的智能玻璃纖維纏繞管兩端分別固定有套于智能玻璃纖維纏繞管端部外圍的安裝座，所述的安裝座的外端具有法蘭盤，在安裝座的側部開有接線窗口，所述的接線窗口內設有與光纖相連的光纖接口，所述的接線窗口上可拆卸連接有封裝蓋板。即這里的光纖露出智能玻璃纖維纏繞管的端部且由接線窗口穿出，這樣便于光纖與外部設備的連接以及便于本絕緣子的安裝固定。
[0013]制備上述的智能玻璃纖維纏繞管的方法如下所述:智能玻璃纖維纏繞管的制備方法，其特征在于，本方法包括下述步驟:
[0014]A、備料:將玻璃纖維進行預熱烘干處理，配置環氧樹脂和光纖；
[0015]B、纏繞:在可周向轉動的芯模上呈螺旋形纏繞浸漬環氧樹脂的玻璃纖維，從而形成內芯管；在浸漬環氧樹脂的玻璃纖維中摻入至少一根光纖并自內芯管的一端向另一端呈螺旋形周向繞設；然后再由浸漬環氧樹脂的玻璃纖維呈螺旋形繞制形成所述的外層管；
[0016]C、固化:將內芯管和外層管固化為一體式結構，獲得智能玻璃纖維纏繞管毛坯，且所述的光纖一端位于智能玻璃纖維纏繞管毛坯的一端，所述的光纖另一端位于智能玻璃纖維纏繞管毛坯的另一端；
[0017]D、后處理:將智能玻璃纖維纏繞管毛坯進行機加工，達到所需加工要求，從而制得智能玻璃纖維纏繞管。
[0018]即通過將光纖纏繞一層并設置在內芯管與外層管之間且光纖兩端分別位于智能纖維管端部使得本絕緣纏繞管體的便于制造，同時使得智能纖維管機械強度高、絕緣性好以及解決信號傳輸穩定性差的問題。
[0019]在上述的方法中，在上述的步驟A中，玻璃纖維采用Texl200_4800無堿無捻玻璃纖維紗，且玻璃纖維先進行預處理，預處理的溫度控制在35°C -60°C之間，濕度控制在40% -55%,且將玻璃纖維與環氧樹脂分別在膠槽與小車上安置完畢。
[0020]在上述的方法中，在上述的步驟B中，浸漬環氧樹脂的玻璃纖維繞制時的纏繞角度大小為30° -65°，纏繞轉速控制在30r/min-50r/min。
[0021]在上述的方法中，在上述的步驟C中，所述的內芯管和外層管同時固化成型；在步驟C中:固化分為三個階段，且初始階段溫度控制在40°C -80°c，二段固化溫度控制在800C _120°C，三段固化溫度為120°C _160°C，總固化時長為llh_15h。
[0022]與現有的技術相比，本智能玻璃纖維纏繞管及制備方法和采用該纏繞管的絕緣子的優點在于:機械強度高，且絕緣性好，同時解決了外套材料與內部光纖護套材料存在多界面問題，并且大大增強了設備在運行過程中數據傳輸的穩定性，同時也不影響設備的絕緣可靠性。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明提供的智能玻璃纖維纏繞管的結構示意圖。
[0024]圖2是本發明提供的光纖的結構示意圖。
[0025]圖3是本發明提供的采用智能玻璃纖維纏繞管的絕緣子的結構示意圖。
[0026]圖中，絕緣纏繞管體1、內芯管11、外層管12、光纖2、纖芯21、光學包層22、涂覆層23、智能玻璃纖維纏繞管3、絕緣套4、傘裙41、安裝座5、法蘭盤51、接線窗口 52、光纖接口53、封裝蓋板54。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
[0028]如圖1-3所示，本實施例中，智能玻璃纖維纏繞管，包括由環氧樹脂和玻璃纖維制成的絕緣纏繞管體1，絕緣纏繞管體I包括由浸漬環氧樹脂的玻璃纖維呈螺旋形繞制而成的內芯管11，內芯管11外圍呈螺旋形周向繞設至少一根光纖2，光纖2外圍設有由浸漬環氧樹脂的玻璃纖維呈螺旋形周向繞制而成的外層管12，內芯管11和外層管12固化為一體式結構，且光纖2 —端位于絕緣纏繞管體I的一端，光纖2另一端位于絕緣纏繞管體I的另一端，即通過將光纖2設置在內芯管11和外層管12之間并與絕緣纏繞管體I 一體成型，這樣提高了本纏繞管的機械強度，且絕緣性好，同時解決了外套材料與內部光纖護套材料存在多界面帶來的絕緣性能以及信號傳輸穩定性差的問題。
[0029]具體地，本實施例中的光纖2呈螺旋形周向繞設和/或軸向延伸設置并被固化在絕緣纏繞管體I內，光纖2的兩端分別伸出絕緣纏繞管體I外，優選地，這里的光纖2采用螺旋形纏繞在絕緣纏繞管體I內。其中，這里的內芯管11的管壁厚度遠大于外層管12的管壁厚度，且內芯管11與外層管12均為玻璃纖維螺旋纏繞管