絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子。本實(shí)用新型專利技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體包括內(nèi)芯棒和在該內(nèi)芯棒外表面形成的三維編織層；所述三維編織層主要由玻璃纖維編織而成，表面編織角α為1～90°，花節(jié)長(zhǎng)度h為0.1～50mm；所述的玻璃纖維的纖度為500～9600tex；所述的表面編織角α是指玻璃纖維在三維編織層表面與三維編織層縱向之間的夾角，所述的花節(jié)長(zhǎng)度h是指一個(gè)編織循環(huán)所編織出的三維編織層的長(zhǎng)度。本實(shí)用新型專利技術(shù)絕緣子芯棒預(yù)制體其可以用于生產(chǎn)出彎曲性能得到提高的復(fù)合支柱絕緣子。

Insulator core preform and insulator

The utility model discloses an insulator core rod prefabricated body and an insulator. The utility model of the insulator core preform includes inner mandrel and braided layer on the inner surface of the mandrel is formed; the 3D braided layer is mainly composed of glass fiber woven, surface braiding angle alpha is 1 to 90 degrees, the pitch length of H is 0.1 ~ 50mm; the degree of fiber glass fiber 500 ~ 9600tex; the surface braided angle refers to the glass fiber in the 3D braided layer surface and three-dimensional braided layer between the vertical angle, the pitch length h refers to a 3D braided knitting cycle weaves out length. The utility model relates to an insulator core rod preform, which can be used for producing composite post insulators with improved bending performance.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子
本技術(shù)涉及一種電力行業(yè)輸變電用絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子，尤其涉及一種大直徑的絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子。
技術(shù)介紹
隨著特高壓線路在我國(guó)逐年的增多，輸變電用支柱絕緣子的用量也隨之增加。現(xiàn)有輸變電用的支柱絕緣子包括：全瓷型、瓷芯加硅橡膠傘裙型、復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型。全瓷支柱絕緣子存在重量重，容易出現(xiàn)斷裂和脆斷，電壓等級(jí)提高后長(zhǎng)度加大等缺陷。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(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的電氣性能及壽命。隨著輸變電電壓等級(jí)的提高，復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的用量占比隨之增大。復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的芯棒采用復(fù)合材料制成，由于直徑較大，對(duì)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(guī)格的小拉擠棒捆綁在一起進(jìn)行整體灌注，但是此種工藝由于較細(xì)的多只內(nèi)芯棒結(jié)構(gòu)存在粘接層過(guò)多，在芯棒的橫截面積中占據(jù)了較大的面積比例，固化過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)力不均導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生裂紋等缺陷，在實(shí)際使用過(guò)程中很難達(dá)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(nèi)部為拉擠芯棒，外層分多次進(jìn)行纏繞。這種成型方式雖然可以滿足實(shí)際使用要求，但是生產(chǎn)效率較低，外層需進(jìn)行多次纏繞即需多次固化，對(duì)于纏繞過(guò)程中的工序要求較多，且耗能較大，大大提高了產(chǎn)品的制造成本。此外，纖維在纏繞過(guò)程中有一定的磨損會(huì)大大降低芯棒的力學(xué)性能。CN101740185A公開了大直徑復(fù)合絕緣子內(nèi)芯棒的制備方法：選取實(shí)心拉擠絕緣芯棒直徑≤130mm；芯棒外表面加工粗糙，外表面用丙酮擦洗干凈，放入烘箱中恒溫；棒外表面再涂覆2％的無(wú)水酒精溶液，再放入烘箱中恒溫1小時(shí)；樹脂膠的配置按比例稱重并倒入真空攪拌器內(nèi)真空攪拌20分鐘，靜置50分鐘；將處理的內(nèi)芯棒安裝到數(shù)控纏繞機(jī)上開始纏繞，待纏繞機(jī)纏繞到設(shè)計(jì)尺寸；然后抽真空注入樹脂膠；注膠完畢關(guān)閉兩端閥門放入固化爐中加溫階梯固化。上述方法仍然采用纏繞方式進(jìn)行制備芯棒，使得玻璃纖維與內(nèi)芯棒軸向存在較大夾角，最終產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度不高。此外，上述方法的表面處理工序冗長(zhǎng)、固化工序不合理，仍然有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。此外，傳統(tǒng)的復(fù)合支柱絕緣子芯棒通常包括多個(gè)纖維層，各個(gè)纖維層之間通過(guò)環(huán)氧樹脂固化結(jié)合在一起，但是各個(gè)纖維層之間存在界面，導(dǎo)致各個(gè)纖維層之間容易發(fā)生滑移，從而影響絕緣子芯棒的彎曲性能。因此，迫切需要一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其可以用于生產(chǎn)出彎曲性能得到提高的復(fù)合支柱絕緣子。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的一個(gè)目的在于提供一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其可以用于生產(chǎn)出彎曲性能高的復(fù)合支柱絕緣子。本技術(shù)的另一個(gè)目的在于提供一種絕緣子，其彎曲性能高。本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了上述目的。本技術(shù)提供一種絕緣子芯棒預(yù)制體，所述絕緣子芯棒預(yù)制體包括內(nèi)芯棒和在該內(nèi)芯棒外表面形成的三維編織層；所述的內(nèi)芯棒的直徑為50～200mm，所述的三維編織層的厚度為80～120mm；所述三維編織層的表面編織角α為1～90°，花節(jié)長(zhǎng)度h為0.1～50mm；所述的表面編織角α是指玻璃纖維在三維編織層表面與三維編織層縱向之間的夾角，所述的花節(jié)長(zhǎng)度h是指一個(gè)編織循環(huán)所編織出的三維編織層的長(zhǎng)度。在本技術(shù)中，α為表面編織角，h為花節(jié)長(zhǎng)度。表面編織角是指紗線(例如玻璃纖維)在編織物表面與編織物縱向或編織物的成型方向之間的夾角；花節(jié)長(zhǎng)度是指一個(gè)編織循環(huán)所編織出的編織物的長(zhǎng)度(參見圖1和2)。表面編織角和花節(jié)長(zhǎng)度是兩個(gè)重要的參數(shù)，它們可以控制三維編織物的內(nèi)部編織角，從而控制紗線的走向，控制編織物和復(fù)合材料的纖維體積含量和復(fù)合材料不同方向的性能。根據(jù)本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體，優(yōu)選地，所述的表面編織角α為15～60°，花節(jié)長(zhǎng)度h為1～5mm。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式，所述的表面編織角α為20～45°，花節(jié)長(zhǎng)度h為2～5mm。將表面編織角和花節(jié)長(zhǎng)度限制在上述范圍內(nèi)，可以更有效地提高絕緣子芯棒的彎曲性能。根據(jù)本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體，優(yōu)選地，所述的內(nèi)芯棒的直徑為80～130mm，所述的三維編織層的厚度為85～110mm。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式，所述的內(nèi)芯棒的直徑為100～105mm，所述的三維編織層的厚度為90～100mm。根據(jù)本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體，優(yōu)選地，所述的內(nèi)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1mm～6mm。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式，所述螺紋的深度為0.5mm～0.55mm，所述螺紋的螺距為3.5mm～5.5mm。根據(jù)本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體，優(yōu)選地，所述預(yù)制體的直徑為270～350mm。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式，所述預(yù)制體的直徑為280～300mm。本技術(shù)還提供一種復(fù)合支柱絕緣子，該復(fù)合支柱絕緣子包括上述絕緣子芯棒預(yù)制體。本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體經(jīng)過(guò)樹脂澆注和固化之后形成絕緣子芯棒，然后在絕緣子芯棒外側(cè)設(shè)置傘裙結(jié)構(gòu)，即可獲得復(fù)合支柱絕緣子。在本技術(shù)中，三維編織層主要由玻璃纖維編織而成，還可以含有其他高強(qiáng)度纖維，例如芳綸纖維、碳纖維、超高強(qiáng)聚乙烯纖維、碳化硅纖維等。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述三維編織層僅由玻璃纖維編織而成。所述的玻璃纖維的纖度可以為500～9600tex；優(yōu)選地，所述的玻璃纖維的纖度為1000～2000tex；更優(yōu)選地，所述的玻璃纖維的纖度為1100～1800tex。在本技術(shù)中，所述三維編織層包括玻璃纖維經(jīng)紗，所述玻璃纖維經(jīng)紗與所述內(nèi)芯棒的中心軸之間的夾角為0～3°；優(yōu)選為0～1°。本技術(shù)的經(jīng)紗具有通常的含義，但不包括接結(jié)紗線或固接紗線。在本技術(shù)中，以所述預(yù)制體的重量為基準(zhǔn)，所述三維編織層布占65wt％～80wt％，更優(yōu)選為70wt％～75wt％。在本技術(shù)中，所述的內(nèi)芯棒為拉擠內(nèi)芯棒。本技術(shù)的述絕緣子芯棒預(yù)制體通過(guò)如下方法制備：1)表面處理步驟：將內(nèi)芯棒的外表面進(jìn)行噴砂處理，然后采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑進(jìn)行表面處理，從而形成表面處理后的內(nèi)芯棒；所述噴砂處理所采用的壓縮空氣的壓力為0.4～1.0MPa，所述噴砂處理的時(shí)間為20～60min；2)三維編織步驟：采用三維編織法在表面處理后的內(nèi)芯棒上形成三維編織層，從而得到預(yù)制體；其中，所述的玻璃纖維的纖度為500～9600tex。根據(jù)本技術(shù)的絕緣子芯棒預(yù)制體的制備方法，優(yōu)選地，所述易揮發(fā)的有機(jī)溶劑選自丙酮、酒精、甲醇、乙醚、氯仿的一種或多種；所述噴砂處理所采用的壓縮空氣的壓力為0.6～0.8MPa，所述噴砂處理的時(shí)間為25～35min。本技術(shù)的絕緣子通過(guò)如下方法進(jìn)行制備：(1)采用前述絕緣子芯棒預(yù)制體的制備方法獲得絕緣子芯棒預(yù)制體；(2)真空注射成型步驟：將所述絕緣子芯棒預(yù)制體置于成型模具中，利用真空注射成型工藝將環(huán)氧樹脂注入所述的成型模具中以逐漸浸漬所述絕緣子芯棒預(yù)制體，從而得到浸漬體；所述成型模具的相對(duì)真空度保持在-0.08～-0.1MPa，環(huán)氧樹脂的注入速度為250～650g/min，環(huán)氧樹脂的注入與回流時(shí)間為1.5～8h；(3)固化步驟：將含所述浸漬體的成型模具封閉，并置于固化裝置進(jìn)行固化過(guò)程，所述的固化過(guò)程可以分為三個(gè)階段，第一階段為在57本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其特征在于，所述絕緣子芯棒預(yù)制體包括內(nèi)芯棒和在該內(nèi)芯棒外表面形成的三維編織層；所述的內(nèi)芯棒的直徑為50～200mm，所述的三維編織層的厚度為80～120mm；所述三維編織層的表面編織角α為1～90°，花節(jié)長(zhǎng)度h為0.1～50mm；所述的表面編織角α是指玻璃纖維在三維編織層表面與三維編織層縱向之間的夾角，所述的花節(jié)長(zhǎng)度h是指一個(gè)編織循環(huán)所編織出的三維編織層的長(zhǎng)度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其特征在于，所述絕緣子芯棒預(yù)制體包括內(nèi)芯棒和在該內(nèi)芯棒外表面形成的三維編織層；所述的內(nèi)芯棒的直徑為50～200mm，所述的三維編織層的厚度為80～120mm；所述三維編織層的表面編織角α為1～90°，花節(jié)長(zhǎng)度h為0.1～50mm；所述的表面編織角α是指玻璃纖維在三維編織層表面與三維編織層縱向之間的夾角，所述的花節(jié)長(zhǎng)度h是指一個(gè)編織循環(huán)所編織出的三維編織層的長(zhǎng)度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子芯棒預(yù)制體，其特征在于，所述的表面編織角α為15～60°，花節(jié)長(zhǎng)度h為1～5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣子芯棒預(yù)制體，其特征在于，所述的表面編織角α為20～45°，花節(jié)長(zhǎng)度h為2～5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子芯棒預(yù)制體，其特征在于，所述的內(nèi)芯棒的直徑為80～130mm，所述的三維編織層的厚度為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙衛(wèi)生，張雄軍，胡平，郝春功，南無(wú)疆，陳鈴飛，李安睿，靳婷婷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京,11