110kV阻燃環氧型絕緣銅外殼的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電氣技術領域，涉及一種IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼，特別是一種 適用于電力電纜中間接頭的IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼。
【背景技術】
[0002] 日常生活中，在長距離布線或電力電纜的安裝時，通常會采用將兩根電力電纜連 接到一起的手段來提高電纜的長度。
[0003] 現有技術中，一般采用電力電纜中間接頭來實現電力電纜的連接工作，在電力電 纜中間接頭外設有銅外殼，以實現電氣絕緣。但是，現有的大多數銅外殼結構設計不合理， 材質普通且單一，其電氣絕緣效果不理想，降低了電力電纜工作的穩定性和使用壽命。
[0004] 綜上所述，為解決現有銅外殼結構上的不足，需要設計一種設計合理、電氣絕緣性 能穩定、綜合性能好、使用壽命長的IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種設計合理、電氣絕緣 性能穩定、綜合性能好、使用壽命長的IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼。
[0006] 本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼， 包括：
[0007] 左銅管，由連為一體的第一大銅管和第一小銅管構成，所述第一大銅管的直徑大 于第一小銅管的直徑，所述第一大銅管遠離第一小銅管的一端密封安裝有左銅套法蘭，所 述第一大銅管一側中部設有左接線端以及靠近左銅套法蘭設置的左灌膠口；
[0008] 左絕緣層，密封包覆在左銅管的外周側面上且所述左灌膠口穿過左絕緣層；
[0009] 右銅管，由連為一體的第二大銅管和第二小銅管構成，所述第二大銅管的直徑大 于第二小銅管的直徑，所述第二大銅管遠離第二小銅管的一端密封安裝有與左銅套法蘭相 對設置的右銅套法蘭，所述第二大銅管一側中部設有右接線端以及靠近右銅套法蘭設置的 右灌膠口，所述右接線端與左接線端同側設置；
[0010] 右絕緣層，密封包覆在右銅管的外周側面上且所述右灌膠口穿過右絕緣層；
[0011] 阻燃環氧絕緣件，呈環形設置且由阻燃塑料材料制成，所述阻燃環氧絕緣件設置 在左銅套法蘭和右銅套法蘭之間且三者密封連接；
[0012] 各接線端內均安裝有呈平板設置的接地腳，所述接地腳內端與對應的大銅管垂直 相交，所述接地腳外端露出對應接線端外部；
[0013] 所述的左絕緣層和右絕緣層均由環氧樹脂復合材料制成。
[0014] 在上述IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼中，所述的環氧樹脂復合材料包括如下組分 及重量百分比：
[0015] 環氧樹脂：30_50wt% ;
[0016] 無堿玻璃纖維：5_10wt% ;
[0017] 納米 Sb203:4_6wt% ;
[0018] 十溴二苯醚（FR-IO) :l_2wt % ;
[0019] 固化劑：l_5wt%;
[0020] 固化劑促進劑：2_5wt % ;
[0021] 余量為二氧化硅。
[0022] 本發明IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼中左絕緣層和右絕緣層均由環氧樹脂復 合材料制成，所述的復合材料環氧樹脂為基體，同時添加了增強材料無堿玻璃纖維、納米 Sb203、FR-10、二氧化娃，環氧樹脂基體在復合材料中不僅起包裹增強材料并把它們粘合在 一起的作用，而且具有支撐和穩定又細又長的纖維柱，防止它們相互滑移和磨損的作用。當 復合材料受載時，環氧樹脂基體還起到傳遞載荷和均衡載荷的作用。纖維纏繞復合材料中， 纖維承受著主要載荷，環氧樹脂充分發揮纖維的固有潛能，不僅在縱向壓縮、橫向拉伸與壓 縮、剪切等載荷作用下起著重要的作用，還支配著樹脂的其他力學性能，如層間剪切強度和 模量、壓縮強度及縱向彎曲強度等。這些性能的高低明顯影響絕緣層對內、外載荷的承受能 力。納米Sb2O3與FR-10配合使用時對環氧樹脂具有明顯的阻燃協同效應，對環氧樹脂固化 物阻燃效果很好，它們的加入抑制了環氧樹脂固化物的熱分解，提高了其阻燃性。因為納米 粒子具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應等，因此納米粒子與環氧樹脂之間存在較強 相互作用，使玻璃化溫度升高，從而提高體系的耐熱性。而隨納米Sb2O3用量的增多，環氧樹 脂固化物燃燒后殘炭量減少，經研究發現，當納米Sb2O3質量分數為4-6%時，與FR-10配合 使用對復合材料的阻燃效果最佳，并同時提高復合材料的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度 等力學性能。本發明復合樹脂中環氧樹脂本身具有的高性能，通過與無堿玻璃纖維、二氧化 硅的共同作用得到進一步的提高，提高了環氧樹脂復合材料制成的絕緣層的綜合性能，尤 其是耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、耐氣候、耐火焰、耐老化等與環境有關的性能，通過復配添加 納米Sb2O3與FR-10,提高環氧樹脂復合材料的阻燃性。因此將用上述復合材料制成的絕緣 層（左絕緣層和右絕緣層）用于IlOkV阻燃環氧型絕緣銅外殼中，可大大提高IlOkV阻燃 環氧型絕緣銅外殼的使用壽命。
[0023] 作為優選，環氧樹脂復合材料中所述的環氧樹脂為含磷環氧樹脂，磷含量為 2-4%。隨著磷元素的引入，復合材料的阻燃性能顯著增強，還可提高抗彎強度、耐熱性能 等。
[0024] 作為優選，環氧樹脂復合材料中所述的無堿玻璃纖維為短切玻璃纖維，短切玻璃 纖維的長度為2. 0-5. 0mm，直徑為8-12 μ m。理論上無堿玻纖直徑越細，長度越長，增強效果 越好，但是達到某一臨界點時，增強效果不增反減。若玻纖直徑太細，易被螺桿剪切成細微 粉末，從而失去玻纖的增強作用。若玻纖直徑太粗，與樹脂的粘接性就差，降低產品的力學 性能。因此，本發明將無堿玻纖的長度和直徑控制在上述范圍，不僅可以保證無堿玻纖的增 強效果，還可提高纖維與樹脂之間的相容性。
[0025] 作為優選，環氧樹脂復合材料中所述的二氧化硅為包括二氧化硅顆粒I、二氧化 硅顆粒II以及二氧化硅顆粒III的混合物，其中二氧化硅顆粒I的尺寸為10-15 μπκ二氧化 硅顆粒II的尺寸為2-4 μ m以及二氧化硅顆粒III的尺寸為300-600nm。本發明通過三種尺寸 的顆粒形成級配體系，起到良好的增強作用，同時使得受力沖擊時，小顆粒之間相互碰撞的 同時還可以碰撞到大尺寸顆粒，進行多次衰減，從而起到良好的沖擊緩沖作用，提高絕緣層 的抗沖擊和耐摩擦性能。
[0026] 進一步優選，在二氧化硅顆粒I、二氧化硅顆粒II以及二氧化硅顆粒III的混合物 中，所述二氧化硅顆粒I的含量占混合物總質量的10-15%，二氧化硅顆粒II的含量占混合 物總質量的65-85%，余量為二氧化硅顆粒III。二氧化硅顆粒I具有較大尺寸，它的存在是 為了直接應對相對較大的外界應力沖擊的，在受到外界直接沖擊或者較大應力沖擊時，其 可以通過大顆粒在環氧樹脂基體內的大阻力的彈性位移和復位，來進行緩沖，從而起到一 次衰減的作用，同時因為具有較大的顆粒尺寸，受阻面積較大，從而可以通過較小的彈性位 移即可形成足夠的衰減，避免發生破壞性的撕裂，當然同樣因其具有較大的尺寸，生產使用 時的添加量需要適當控制，避免過量添加致使在樹脂中的結合不夠牢靠，而會影響復合材 料混合性能和整體強度。而二氧化硅顆粒III具有較小的顆粒尺寸，其使用時極易發生堆積 或者結塊，而在整體結構中分布不均勻，從而影響材料的整體性能和質量。
[0027] 進一步優選，所述的二氧化硅顆粒I或二氧化硅顆粒III具有多孔結構。當二氧化 硅顆粒I具有多孔結構時，其孔直徑為60-100nm，比表面積為60-80m2/g。二氧化硅顆粒I 較大的多孔中滲透入彈性體分枝，在形成立體網狀連接體系增強機械性能的同事，還可以 在較大的應力沖擊下，依托多孔結構進行自身破碎，釋放過大的應力，同時通過彈性體的彈 性恢復進行緩沖，恢復破碎顆粒的位置形成下一級的顆粒，從而降低二氧化硅顆粒I破碎 時對機械性能的影響且不易在體系內部形成破壞力較強的獨立碎片，從而實現高效應力衰 減的目的。當二氧化硅顆粒III具有多孔結構時，其孔直徑為2-5nm，比表面積為200-300m2/ g。二氧化硅顆粒III借助其本身的細微結構和其微孔表層部位對應力的變向、衰減等，緩沖 消除使用中存在的微弱應力。
[0028] 作為