實心芯棒、絕緣子及制造方法技術

本發明專利技術公開了一種實心芯棒，包括內芯和至少一個纏繞層，所述的至少一個纏繞層纏繞在所述內芯的外部；所述纏繞層包括交替排列的第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為3°～10°，第二纏繞組的纏繞角度為80°～89°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7～9:1～3。本發明專利技術還提供所述實心芯棒的制造方法和包括所述實心芯棒的絕緣子。本發明專利技術的實心芯棒及其制備方法能夠減小固化成本，節省能耗，有效提高芯棒生產效率，同時提高芯棒的彎曲性能。

【技術實現步驟摘要】
實心芯棒、絕緣子及制造方法
本專利技術涉及一種實心芯棒，尤其是一種復合支柱絕緣子用實心芯棒，以及其制造方法和采用了該實心芯棒的絕緣子。
技術介紹
隨著特高壓線路在我國逐年增多，輸變電用支柱絕緣子的用量也隨之增加。目前，輸變電用的支柱絕緣子包括三種：全瓷型、瓷芯加硅橡膠傘裙型、復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型。全瓷型支柱絕緣子重量重，容易出現斷裂、脆斷，電壓等級高后長度加大。瓷芯加硅橡膠傘裙型的支柱絕緣子則存在外傘裙硅橡膠材料與陶瓷芯棒粘接不牢，產生氣泡的現象，影響了產品的電氣性能和壽命。隨著輸變電電壓等級的提高，復合材料芯棒外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子(以下簡稱“復合支柱絕緣子”)的用量占比隨之增大。復合支柱絕緣子的芯棒采用復合材料制成，由于直徑較大，采用拉擠工藝很難一次拉擠成型。目前芯棒采用較多的一種成型方式是，將各種規格的小拉擠棒捆綁在一起，進行整體灌注，但是此種工藝由于較細的多只芯棒結構，其粘接層過多，在芯棒的橫截面積中占據了較大的面積比例；固化過程中內部產生較大而不均的內應力，應力不均導致內部產生裂紋，因而在實際使用過程中很難達到理想的使用效果。中國專利申請CN200810235759.2公開了一種特高壓支柱復合絕緣子用芯棒，所述芯棒由棒芯和纏繞管組成，纏繞管由三個鋪層組成，每個鋪層均由內層和外層組成，且內層的纏繞角度在25°～35°，外層的纏繞角度在55°～65°。專利技術人發現，這樣的芯棒僅能滿足常規的支柱絕緣子的要求，但用于對彎曲性能等力學要求高的支柱絕緣子時存在問題。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于提供一種實心芯棒，該實心芯棒能夠滿足彎曲性能要求高的絕緣子，特別是支柱絕緣子使用要求。本專利技術的目的之二在于提供所述實心芯棒的制造方法，該方法能夠得到。本專利技術的目的之三在于提供一種包括上述實心芯棒的絕緣子，所述絕緣子彎曲性能更高。本專利技術的實心芯棒包括內芯和至少一個纏繞層，所述的至少一個纏繞層纏繞在所述內芯的外部；所述纏繞層包括第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為3°～10°，第二纏繞組的纏繞角度為80°～89°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7～9:1～3；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列。根據本專利技術所述的實心芯棒，優選地，所述纏繞層僅由第一纏繞組和第二纏繞組構成。專利技術人發現，由于采用本專利技術的纏繞層結構，特別是特定的纏繞組的角度和厚度比例，使得芯棒的彎曲性能得到明顯提高。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，所述第一纏繞組的纏繞角度為3°～8°，更優選為5°～8°；所述第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，更優選為83°～85°。優選地，所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7.5～8.5:1.5～2.5；根據本專利技術一種優選的實施方式，所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為8:2。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，所述第一纏繞組的厚度為4～16mm，所述第二纏繞組的厚度為1～4mm。更優選地，所述第一纏繞組的厚度為4.5～15mm，所述第二纏繞組的厚度為1～3.5mm。再優選地，所述第一纏繞組的厚度為5～12mm，所述第二纏繞組的厚度為1.25～3mm。專利技術人發現，采用本專利技術的纏繞方式和厚度比例時，芯棒的彎曲強度明顯提高。根據本專利技術的實心芯棒，每個纏繞層包含多個所述第一纏繞組和第二纏繞組，且第一纏繞組和第二纏繞組交替排列，纏繞組的數量根據實心芯棒的實際需要的厚度確定。優選地，每個纏繞層包含5～12個第一纏繞組和5～12個第二纏繞組。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，每個纏繞層的厚度為35～60mm，優選為40～55mm，更優選為50～55mm。根據本專利技術所述的實心芯棒，優選地，所述至少一個纏繞層為兩個以上纏繞層或三個以上纏繞層。根據本專利技術的實心芯棒，所述實心芯棒僅包括兩個纏繞層。所述兩個纏繞層包含的第一纏繞組和第二纏繞組的數量可以相同或不同，也即每個纏繞層的厚度不同。根據本專利技術的實心芯棒，所述內芯的直徑可以為80～110mm。本專利技術的結構尤其適合大直徑的實心芯棒，因此，更優選地，所述內芯(例如拉擠棒)的直徑為100～110mm。本專利技術的實心芯棒可以包括多個纏繞層，多個纏繞層嵌套纏繞在一起。例如，當實心芯棒包括兩個纏繞層——第一纏繞層和第二纏繞層，所述的第一纏繞層纏繞在所述內芯的外部，所述第二纏繞層纏繞在所述第一纏繞層的外部；當所述實心芯棒包括多于兩個纏繞層時，各個纏繞層之間的位置關系與此類似。根據本專利技術一種特別優選的實施方式，所述實心芯棒包括內芯和兩個纏繞層，所述內芯的直徑為80～110mm，優選為100～110mm；每個纏繞層的厚度為35～60mm，優選為40～55mm，更優選為50～55mm。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，所述內芯采用純拉擠棒或灌注拉擠棒，優選為灌注拉擠棒。所述內芯的外表面優選具有螺紋，以利于纏繞絲與內芯的首次纏繞接觸。根據本專利技術的一種實施方式，所述螺紋深度為0.2mm～0.7mm，優選為0.3mm～0.6mm，更優選為0.5mm；螺紋螺距為1mm～6mm，優選為2mm～4mm，更優選為3mm。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，所述纏繞層的纏繞材料采用環氧樹脂，例如采用無堿無捻纖維+酸酐類環氧樹脂體系、無堿無硼無捻纖維+胺類固化環氧樹脂體系、無堿無捻纖維+胺類固化環氧樹脂體系、無堿無硼無捻纖維+酸酐類類環氧樹脂體系。優選地，所述纏繞層的纏繞材料采用無堿無捻纖維+酸酐類環氧樹脂體系，或者無堿無硼無捻纖維+酸酐類類環氧樹脂體系，更優選為無堿無硼無捻纖維+酸酐類類環氧樹脂體系。根據本專利技術的實心芯棒，優選地，所述內芯與所述纏繞層之間涂有樹脂，相鄰的纏繞層之間涂有樹脂，以利于增加內芯與纏繞層之間的結合性能。所述樹脂可以采用酸酐固化類環氧樹脂體系、胺類固化環氧樹脂體系等，優選采用酸酐類環氧樹脂體系。本專利技術還提供上述實心芯棒的制造方法，包括如下步驟：(1)清潔：對所述內芯的外表面進行清潔處理；(2)形成纏繞層：將樹脂涂覆在清潔后的內芯的外表面，然后交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，再進行固化處理，形成纏繞層。當本專利技術的實心芯棒包括N(≥2)層纏繞層時，包括如下步驟：(1)清潔：對所述內芯的外表面進行清潔處理；(2)第一次纏繞：將樹脂涂覆在清潔后的內芯的外表面，然后交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，所述第一纏繞組和第二纏繞組的纏繞角度分別為3°～10°和80°～89°，所述第一纏繞組和第二纏繞組的厚度之比為：3°～10°：80°～89°＝7～9:1～3，進行固化處理，得到第一纏繞層；(3)第N次纏繞：將前一纏繞層的外表面涂刷樹脂，交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，所述第一纏繞組和第二纏繞組的纏繞角度分別為3°～10°和80°～89°，所述第一纏繞組和第二纏繞組的厚度之比為：3°～10°：80°～89°＝7～9:1～3，進行固化處理，得到第N纏繞層；(4)加工：按產品要求尺寸進行加工處理。優選地，所述方法還包括對內芯的外表面進行車加工處理的步驟，該步驟在步驟(1)之前。更優選地，所述步驟在內芯的外表面車加工出螺紋，螺紋深度為0.2mm～0.7mm，優選為0.3mm～0.6mm，更優選為0.5mm；螺紋螺距為1mm～6mm，優選為2mm～4mm，更優選為3mm。優選地，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實心芯棒，包括內芯和至少一個纏繞層，其特征在于，所述的至少一個纏繞層纏繞在所述內芯的外部；所述纏繞層包括第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為3°～10°，第二纏繞組的纏繞角度為80°～89°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7～9:1～3；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列。

【技術特征摘要】
1.一種實心芯棒，包括內芯和至少一個纏繞層，其特征在于，所述的至少一個纏繞層纏繞在所述內芯的外部；所述纏繞層包括第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為3°～10°，第二纏繞組的纏繞角度為80°～89°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7～9:1～3；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；其中，所述至少一個纏繞層為兩個以上纏繞層；其中，所述內芯與所述纏繞層之間涂有樹脂，相鄰的纏繞層之間涂有樹脂，所述樹脂為環氧樹脂。2.根據權利要求1所述的實心芯棒，其特征在于，所述第一纏繞組的厚度為4～16mm，所述第二纏繞組的厚度為1～4mm。3.根據權利要求1所述的實心芯棒，其特征在于，每個纏繞層包含5～12個第一纏繞組和5～12個第二纏繞組。4.根據權利要求1所述的實心芯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙衛生，胡平，郝春功，南無疆，陳鈴飛，陳惠，王明哲，
申請(專利權)人：北京玻鋼院復合材料有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11