芯棒預制體及絕緣子制造技術

本實用新型專利技術公開了一種芯棒預制體及絕緣子。本實用新型專利技術的芯棒預制體包括內芯棒和設置在該內芯棒外表面的唯一的玻璃纖維干紗纏繞層；所述的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4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm；所述內芯棒包括內芯棒主體和位于內芯棒主體兩端的末端部，所述末端部的直徑大于所述內芯棒主體的直徑。本實用新型專利技術的預制體可以獲得強度相對較高的絕緣子。

Core rod preform and insulator

The utility model discloses a mandrel prefabricated body and an insulator. The utility model comprises an inner mandrel mandrel preform and set in the only glass fiber the inner mandrel outer surface of the yarn winding layer; the winding layer includes a first winding and second winding group, winding angle of the first winding group is 4 and 8 degrees, second winding winding angle of 82 groups 87 degrees, and the first group and the second winding thickness ratio of winding group was 3 ~ 5:1; the first winding group and the second group are alternately arranged in the winding; winding layer thickness of 90 ~ 150mm; end of the inner mandrel comprises an inner mandrel body and is located inside the main body two end of mandrel the Department, the end of the inner mandrel diameter is larger than the diameter of the body. The prefabricated body of the utility model can obtain the insulator with relatively high strength.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種絕緣子芯棒預制體及絕緣子，尤其涉及一種大直徑的絕緣子芯棒預制體及絕緣子。
技術介紹
現有輸變電用的支柱絕緣子包括瓷芯加硅橡膠傘裙型、復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型等。瓷芯加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子存在外傘裙硅橡膠材料與陶瓷芯粘接不牢，產生氣泡的現象，影響產品的電氣性能及壽命。隨著輸變電電壓等級的提高，復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的用量占比隨之增大。復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的芯棒采用復合材料制成，由于直徑較大，對于拉擠工藝很難一次拉擠成型。目前支柱絕緣子的芯棒采用的成型方式多為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內芯棒結構存在粘接層過多，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的內應力，應力不均導致內部產生裂紋等缺陷，在實際使用過程中很難達到理想使用效果。支柱絕緣子的芯棒還可以采用如下方式成型：內部為拉擠芯棒，外層分多次進行纏繞。這種成型方式雖然可以滿足實際使用要求，但是生產效率較低，外層需進行多次纏繞即需多次固化，對于纏繞過程中的工序要求較多，且耗能較大，大大提高了產品的制造成本。此外，纖維在纏繞過程中有一定的磨損會大大降低芯棒的力學性能。CN1731539A公開了一種玻璃纖維浸漬樹脂基纏繞式復合絕緣子芯棒的制備方法：將玻璃纖維通過熔化后的樹脂基溶液，在轉速150轉/分攪拌均勻；玻璃纖維和環氧樹脂基溶液在高溫下連續纏繞后固化成型。上述方法采用玻璃纖維作為纏繞材料，且需要多次纏繞，生產效率低、材料浪費大。因此，迫切需要一種預制體及絕緣子芯棒，其可以生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子。
技術實現思路
本技術的一個目的在于提供一種絕緣子芯棒預制體，其可以用于生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子。本技術的另一個目的在于提供一種絕緣子，其具有良好的彎曲性能。本技術提供一種絕緣子芯棒預制體，所述的預制體包括內芯棒和設置在該內芯棒外表面的唯一的玻璃纖維干紗纏繞層；所述的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4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm；所述內芯棒包括內芯棒主體和位于內芯棒主體兩端的末端部，所述末端部的直徑大于所述內芯棒主體的直徑。需要說明的是，本技術的玻璃纖維干紗纏繞層是指未浸漬樹脂的玻璃纖維形成的纏繞層，玻璃纖維干紗以及玻璃纖維干紗纏繞層都是本領域熟知的材料或結構，這里不再贅述。本技術的預制體包括內芯棒和唯一纏繞層。所述纏繞層纏繞在該內芯棒外表面，并與內芯棒緊密貼合。該纏繞層由玻璃纖維干紗纏繞而成。根據本技術的預制體，所述的玻璃纖維的纖度可以為500～9600tex；優選地，所述的玻璃纖維的纖度為1000～2000tex；更優選地，所述的玻璃纖維的纖度為1100～1800tex。根據本技術的預制體，所述第一纏繞組的纏繞角度可以為4°～8°，優選為4°～6°，更優選為4°～5°；所述第二纏繞組的纏繞角度可以為82°～87°，優選為83°～86°。所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例可以為3～5:1，優選為3.5～4.5:1。根據本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4:1。本技術采用特定的纏繞層結構，特別是特定的纏繞組的角度和厚度比例，使得絕緣子芯棒的彎曲性能沒有降低，并且僅僅通過一次纏繞即可成型。根據本技術的預制體，優選地，所述第一纏繞組的厚度為5～15mm，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6～12mm，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8～10mm，所述第二纏繞組的厚度為1.5～2mm。由于采用本技術的纏繞方式和厚度比例，使得絕緣子芯棒的彎曲強度得到提高，并且僅通過一次纏繞即可成型。根據本技術的預制體，所述的唯一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，纏繞組的數量根據芯棒的實際需要的厚度確定。優選地，所述的唯一纏繞層包含8～25個第一纏繞組和8～25個第二纏繞組，更優選地，該纏繞層包含15～20個第一纏繞組和15～20個第二纏繞組。根據本技術的預制體，所述的纏繞層的厚度可以為90～150mm，優選為95～130mm，更優選為100～120mm。根據本技術的預制體，所述內芯棒的直徑可以為80～150mm。本技術的結構尤其適合大直徑的芯棒，因此，更優選地，所述內芯棒(例如拉擠棒)的直徑為100～115mm。根據本技術的預制體，優選地，所述的內芯棒的外表面具有螺紋，所述螺紋的深度為0.3mm～0.6mm，所述螺紋的螺距為1.5mm～5.5mm。更優選地，所述螺紋的深度為0.35mm～0.6mm，所述螺紋的螺距為3mm～5mm。根據本技術的預制體，優選地，所述的內芯棒的末端部的直徑比所述內芯棒主體的直徑大2～6mm，更優選2.5～5.5mm。根據本技術的預制體，優選地，所述末端部的長度為150～250mm，更優選為170～230mm。根據本技術的預制體，所述預制體的直徑為280～350mm；優選為290～300mm。根據本技術的預制體，優選地，以所述預制體的重量為基準，所述干紗占65wt％～80wt％，更優選為70wt％～75wt％。根據本技術的預制體，優選地，所述內芯棒與所述纏繞層之間不設置粘結層。本技術的絕緣子芯棒預制體可以通過如下方法制備：1)表面處理步驟：將內芯棒的外表面進行噴砂處理，然后采用易揮發的有機溶劑進行表面處理，從而形成表面處理后的內芯棒；所述噴砂處理所采用的壓縮空氣的壓力為0.5～1.0MPa，所述噴砂處理的時間為30～60min；2)纏繞步驟：將玻璃纖維干紗直接纏繞在表面處理后的內芯棒上形成玻璃纖維干紗纏繞層，從而得到預制體；其中，所述的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4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm。本技術的絕緣子通過如下方法制備：(1)將上述預制體置于成型模具中，利用真空注射成型工藝將環氧樹脂注入所述的成型模具中以逐漸浸漬所述芯棒預制體，從而得到浸漬體；所述成型模具的相對真空度保持在-0.08～-0.1MPa，環氧樹脂的注入速度為250～650g/min，環氧樹脂的注入與回流時間為2～6h；(2)將含所述浸漬體的成型模具封閉，并置于固化裝置進行固化過程，所述的固化過程可以分為三個階段，第一階段為在57～60℃下固化4～5h，第二階段為在67～70℃下固化5～6h，第三階段為在77～80℃下固化5～6h。(3)對固化后的絕緣子芯棒進行脫模、表面加工等后處理，然后加裝裙傘結構，從而形成復合支柱絕緣子。本技術在內芯棒的外表面設置玻璃纖維干紗纏繞層，從而形成預制體，然后就可以生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子。本技術的預制體采用特定的纏繞角度和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種絕緣子芯棒預制體，其特征在于，所述的預制體包括內芯棒和設置在該內芯棒外表面的唯一的玻璃纖維干紗纏繞層；所述的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4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm；所述內芯棒包括內芯棒主體和位于內芯棒主體兩端的末端部，所述末端部的直徑大于所述內芯棒主體的直徑。

【技術特征摘要】
1.一種絕緣子芯棒預制體，其特征在于，所述的預制體包括內芯棒和設置在該內芯棒外表面的唯一的玻璃纖維干紗纏繞層；所述的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4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm；所述內芯棒包括內芯棒主體和位于內芯棒主體兩端的末端部，所述末端部的直徑大于所述內芯棒主體的直徑。2.根據權利要求1所述的預制體，其特征在于，所述第一纏繞組的厚度為5～15mm，且所述第二纏繞組的厚度為2～5mm。3.根據權利要求1所述的預制體，其特征在于，所述纏繞層包含8～25個第一纏繞組和8～25個第二纏繞組。4.根據權利要求1所述的預制體，其特征在于，所述的纏繞...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳鈴飛，趙衛生，胡平，郝春功，李安睿，靳婷婷，
申請(專利權)人：北京玻鋼院復合材料有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11