具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管制造技術

本實用新型專利技術具體涉及一種具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，其特征在于：膠浸紙電容芯子外直接纏繞浸漬絕緣樹脂的纖維增強層，浸漬纖維增強層的絕緣樹脂與膠浸紙電容芯子的絕緣樹脂同為環氧?酸酐體系，纖維增強層纏繞完成并高溫固化后與膠浸紙電容芯子完全結合成為一個整體。本實用新型專利技術的優點是：纖維增強層與膠浸紙電容芯子采用相同或相近的絕緣樹脂，同為環氧?酸酐體系，熱膨脹系數相同或相近，二者緊密結合，其間不需要任何填充絕緣物，杜絕了因填充絕緣物熱脹冷縮引起的高壓套管絕緣失效，提高了干式高壓套管的可靠性；同時可以節省材料，降低膠浸紙高壓套管的制造成本。

Rubber impregnated paper high pressure sleeve with fibre reinforced layer

【技術實現步驟摘要】
具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管
本技術屬于高電壓
，具體涉及一種應用于變電站穿墻或者高壓電氣設備(比如變壓器、開關設備等)穿過外殼的膠浸紙高壓套管。
技術介紹
在電力系統中，高電壓載流導體要穿過地電位的墻或者高壓電氣設備的外殼一般都要使用高壓套管；35kV以上的系統使用的主要是電容型高壓套管。目前的電容型高壓套管主要分為兩大類：油紙絕緣套管和干式絕緣套管。其中干式絕緣套管按照主絕緣材料的類型及制造工藝的不同又劃分為膠粘紙套管、膠浸紙套管、薄膜絕緣套管、玻璃鋼套管等，其中膠浸紙高壓套管研究較早、性能較好、用量較大、電壓等級最高。膠浸紙套管是將絕緣紙與鋁箔交替纏繞成電容芯子，然后真空干燥、真空壓力浸膠，最后加熱固化成型。為了使膠液能夠充分浸透絕緣紙，目前生產的膠浸紙套管一般采用孔隙率較高的皺紋紙，并且纏繞的皺紋紙不能太緊密，必須疏松。采用此類工藝生產的膠浸紙套管電氣性能良好，可以應用于超高壓、特高壓電壓等級。然而，膠浸紙套管也有其自身的結構弱點和明顯不足。由于皺紋紙孔隙率高，纏繞又比較疏松，因此成品中纖維含量相對較低，抗機械荷載能力較差。因此，膠浸紙高壓套管的受力端一般都要在膠浸紙電容芯子的外面套一個承力外殼，這個承力外殼一般是瓷套或玻璃鋼絕緣筒。套管組裝時，膠浸紙電容芯子與玻璃鋼絕緣筒之間會有一個縫隙，這個縫隙必須用絕緣材料填充起來才能滿足電氣性能要求。絕緣填充物常用的有硅凝膠、發泡環氧樹脂膠、硅脂、專用填充絕緣膏等。這些不同的絕緣填充物的熱膨脹系數與膠浸紙電容芯子以及玻璃鋼筒的熱膨脹系數不同，有的甚至相差很大，因此長期使用過程中容易因為熱脹冷縮造成絕緣故障。綜合國內外報道的故障類型主要有兩種，一種是因熱脹冷縮導致密封失效，絕緣受潮；另一種是固化的填充絕緣物因熱脹系數不同而與玻璃鋼絕緣筒剝離形成空隙，引起局部放電。這兩種類型的問題最終都會導致套管內部絕緣擊穿引起故障停電，嚴重的會引起套管爆炸。
技術實現思路
本技術的目的是要克服現有技術的不足，提供一種具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，充分利用膠浸紙電容芯子電氣性能優良的長處，克服其抗機械荷載能力弱的不足，在膠浸紙電容芯子外直接纏繞浸漬絕緣樹脂的纖維增強層，浸漬纖維增強層的絕緣樹脂與膠浸紙電容芯子的絕緣樹脂同為環氧-酸酐體系，纖維增強層纏繞完成并高溫固化后與膠浸紙電容芯子完全結合成為一個整體。本技術是通過如下技術方案來實現的：一種具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，包括膠浸紙電容芯子，其特征在于：膠浸紙電容芯子外直接纏繞浸漬絕緣樹脂的纖維增強層，纖維增強層所用纖維為絕緣纖維并由絕緣樹脂浸漬，浸漬纖維增強層的絕緣樹脂與膠浸紙電容芯子的絕緣樹脂同為環氧-酸酐體系，纖維增強層纏繞完成并高溫固化后與膠浸紙電容芯子成為一個整體。進一步的，對于主要受力在一端的高壓套管(比如變壓器套管)，纖維增強層纏繞在膠浸紙電容芯子的一端。進一步的，對于兩端都承受較大力矩的套管(比如穿墻套管)，纖維增強層纏繞在膠浸紙電容芯子的整個長度上。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為玻璃纖維，其形態為玻璃纖維無捻紗。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為玻璃纖維，其形態為玻璃纖維紡織布或/和玻璃纖維無紡布。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為玻璃纖維，其形態為玻璃纖維氈。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為化學合成纖維，其形態為合成纖維無捻紗。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為化學合成纖維，其形態為合成纖維紡織布或/和合成纖維無紡布。進一步的，本技術的纖維增強層所用纖維為化學合成纖維，其形態為合成纖維氈。本技術的化學合成纖維，優選但不限于為滌綸纖維或丙綸纖維或芳綸纖維等。本技術的纖維增強層所用纖維的形態為無捻紗、紡織布或無紡布、絕緣氈等，所有這些材料耐熱等級均需達到100℃或以上。本技術在制作時，首先配制好環氧-酸酐體系的絕緣樹脂，將膠浸紙電容芯子的外表面用砂紙打磨毛糙，擦拭干凈，放置到纏繞機上。在膠浸紙電容芯子的表面涂上薄薄一層絕緣樹脂，膠浸紙電容芯子旋轉，絕緣纖維經過一個浸膠槽蘸取絕緣樹脂之后直接纏繞到膠浸紙電容芯子上，往復纏繞多層直到設計厚度，之后，在纏繞機上預固化至表干不流膠，然后放置到固化爐進行完整固化。固化完成后，對制品表面按照設計要求進行機械加工，形成具有一定壁厚、與膠浸紙電容芯子完全結合在一起的纖維增強層，然后在纖維增強層上粘接或整體模壓硅橡膠傘裙并安裝法蘭等配件，就制作好了一個具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管。本技術與現有技術方案相比具有以下優點：纖維增強層與膠浸紙電容芯子采用相同或相近的絕緣樹脂，同為環氧-酸酐體系，熱膨脹系數相同或相近，二者緊密結合，其間不需要任何填充絕緣物，杜絕了因填充絕緣物熱脹冷縮引起的膠浸紙高壓套管絕緣失效，提高了干式高壓套管的可靠性；同時，去除了填充絕緣層以后套管整體直徑減小，可以節省硅橡膠傘裙、法蘭等的材料成本，再考慮去除填充絕緣物本身的成本以及密封附加成本，本技術比現有技術方案能夠降低膠浸紙高壓套管的制造成本。附圖說明圖1為現有技術膠浸紙套管的結構示意圖；圖2為本技術一端受力情況下的結構示意圖；圖3為本技術兩端受力情況下的結構示意圖；圖中：1.膠浸紙電容芯子；2.玻璃鋼絕緣筒；3.填充絕緣物；4.硅橡膠傘裙；5.法蘭；11.膠浸紙電容芯子；12.纖維增強層；13.硅橡膠傘裙；14.法蘭。具體實施方式下面將結合附圖對本技術技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本技術的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本技術的保護范圍。需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本技術所屬領域技術人員所理解的通常意義。如圖1所示:現有技術的膠浸紙套管組裝時，膠浸紙電容芯子1與玻璃鋼絕緣筒2之間會有一個縫隙，這個縫隙必須用絕緣材料填充起來才能滿足電氣性能要求。絕緣填充物3常用的有硅凝膠、發泡環氧樹脂膠、硅脂、專用填充絕緣膏等。這些不同的絕緣填充物的熱膨脹系數與膠浸紙電容芯子1以及玻璃鋼筒2的熱膨脹系數不同，有的甚至相差很大，因此長期使用過程中容易因為熱脹冷縮造成絕緣故障。如圖2所示：對于主要受力在一端的高壓套管(比如變壓器套管)，纖維增強層12只需纏繞在膠浸紙電容芯子11的一端即可。如圖3所示：對于兩端都承受較大力矩的套管(比如穿墻套管)，纖維增強層12需要纏繞在膠浸紙電容芯子11的整個長度上。下面以制作一支110kV的穿墻套管為例詳述本技術的具體實施方式。如圖3所示：使用滌綸纖維作為纖維增強層12的絕緣纖維，其具體形態為滌綸纖維無捻紗，紗線寬度20mm，厚度0.5mm。首先需準備一支110kV的膠浸紙電容芯子11，并配制好環氧-酸酐體系的絕緣樹脂，將膠浸紙電容芯子11的外表面用砂紙打磨毛糙，擦拭干凈，放置到纏繞機上。在膠浸紙電容芯子11的表面涂上薄薄一層絕緣樹脂，啟動纏繞機，膠浸紙電容芯子11旋轉，滌綸纖維無捻紗經過一個浸膠槽蘸取絕緣樹脂之后直接纏繞到膠浸紙電容芯子11上，從膠浸紙電容芯子11的一端纏繞到另一端，往復纏繞，用外徑卡規測量直徑并計算纏繞的厚度，一直達到設計厚度10mm。之后，在纏繞機上100本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，包括膠浸紙電容芯子(11)，其特征在于：膠浸紙電容芯子(11)外直接纏繞浸漬絕緣樹脂的纖維增強層(12)，纖維增強層(12)所用纖維為絕緣纖維并由絕緣樹脂浸漬，浸漬纖維增強層(12)的絕緣樹脂與膠浸紙電容芯子(11)的絕緣樹脂同為環氧?酸酐體系，纖維增強層(12)纏繞完成并高溫固化后與膠浸紙電容芯子(11)成為一個整體。

【技術特征摘要】
1.一種具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，包括膠浸紙電容芯子(11)，其特征在于：膠浸紙電容芯子(11)外直接纏繞浸漬絕緣樹脂的纖維增強層(12)，纖維增強層(12)所用纖維為絕緣纖維并由絕緣樹脂浸漬，浸漬纖維增強層(12)的絕緣樹脂與膠浸紙電容芯子(11)的絕緣樹脂同為環氧-酸酐體系，纖維增強層(12)纏繞完成并高溫固化后與膠浸紙電容芯子(11)成為一個整體。2.根據權利要求1所述的具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，其特征在于纖維增強層(12)纏繞在膠浸紙電容芯子(11)的一端。3.根據權利要求1所述的具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，其特征在于纖維增強層(12)纏繞在膠浸紙電容芯子(11)的整個長度上。4.根據權利要求1或2或3所述的具有纖維增強層的膠浸紙高壓套管，其特征在于纖維增強層(12)所用纖維為玻璃纖維，其形態為玻璃纖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李培國，許立萬，夏懷堂，
申請(專利權)人：山東辰祥電氣設備有限公司，
類型：新型
國別省市：山東,37