CN101958166A - 固体绝缘电路器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体绝缘电路器件的制造方法，它是将电路器件的导电体的表面进行清洁处理后，经预热后放入加热了的模具里，往模具内注入由硅微粉、环氧树脂以及固化剂组成的液态的环氧树脂复合材料；待模具内的环氧树脂复合料固化后，把成型了的固体绝缘电路器件坯体从模具中取出放置到烘箱内进行后固化处理，然后在坯体除所述导电体需要绝缘的接口以外的表面进行喷砂处理后，涂上一层半导电涂料层，经在空气中进行挥发处理后，再在烘箱内进行固化处理完成固体绝缘电路器件的制造。本发明与现有技术相比可以有效降低固体绝缘电路器件内部局部放电值，降低产品表面感应电压。

Description

固体绝缘电路器件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种高压电器设备制造技术领域，尤其是一种采用环氧树脂材料封闭高压导电体外表面的生产工艺。

背景技术

在高压电器设备中，为了防止相间电击穿，或者是相对地击穿放电发生短路故障，需要对高压带电导电体的表面进行绝缘隔离，防止发生短路和电击伤害人畜，已有的绝缘方式有气体介质绝缘、液体介质绝缘和固体介质绝缘，其中固体介质的绝缘以绝缘强度高，绝缘隔离距离小而逾来逾受到重视和应用，现有的固体绝缘介质材料有一种是采用环氧树脂材料充当，这种固体绝缘器件的制造工艺有如“一种断路器极柱、其制造方法”（专利公开号为CN101140836，公开日为：2008年03月12日），这种方法是先将多个高压带电导电体组装好，然后将其放入模具内采用环氧树脂将其压注成为一个整体，待脱模后，在环氧树脂壳体(2)周围表面喷或涂上一层导电硅橡胶层，硅橡胶层(11)完全硫化后其表面电阻值为5kΩ－20kΩ。这种工艺方法虽然可以使得高压带电导电体的表面覆盖在环氧树脂固体绝缘材料中，实现对外隔离绝缘，但是并没有公开所用环氧树脂材料的具体组分以及制造工艺参数，也没有公开导电硅橡胶层的材质构成，这种工艺还不能很好地防止高压导电体在环氧树脂绝缘层内发生局部放电，也还不能保证环氧树脂绝缘层与外表面的导电硅橡胶层的结合强度。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可改善导电体在固体绝缘层内发生局部放电，并降低产品表面感应电压的固体绝缘电路器件的制造方法。

为了解决上述问题，本固体绝缘电路器件的制造方法是：

A、先将电路器件的导电体的表面进行清洁去油处理；

B、将表面处理后的所述导电体加热到90℃～130℃，使其热透，把已预热的所述导电体放入温度为120～140℃的模具里，然后在模具里注入液态的环氧树脂复合材料，在130～140℃的温度下保温固化10～40分钟、在保温固化期间保持压力在0.2～0.4MPa，然后将固化了的固体绝缘电路器件坯体从模具中取出，所述环氧树脂材料由粒径为5～15μm的硅微粉和环氧树脂以及固化剂组成；

C、将固体绝缘电路器件坯体放入温度为135～145℃烘箱内进行8～12小时的后固化处理；

D、经后固化处理的固体绝缘电路器件坯体去除表面的脱模剂，对固化了的环氧树脂绝缘层除所述导电体需要绝缘的接口以外的表面进行喷砂处理后，涂上半导电涂料层，该半导电涂料层材料由炭黑微粒和树脂清漆混合构成；

E、所述外表面涂装了半导电涂料层的所述固体绝缘电路器件坯体经干燥20～30分钟后，置入温度为100～120℃的烘箱进行固化处理30～60分钟得到固体绝缘电路器件。

上述本发明的技术方案中，还可以是：所述导电体经清洁去油处理前，先对需要固体绝缘的导电体表面进行喷砂处理然后再进行清洁去油处理，所述导电体置入模具前需在喷砂处理过的表面涂上一层半导电涂料层，厚度0.5±0.1毫米，然后放入温度为120±5℃的温箱预热固化25～30分钟，所述半导电涂料中：炭黑微粒的粒径为5～30μm，炭黑微粒的在所述半导电涂料中的重量比为2～30%，偶联剂由硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂构成，该偶联剂在所述半导电涂料中包含有重量比为0.2～1%，其余为树脂清漆粘合剂和醚类溶剂；上述方法在涂装所述半导电涂料层时，通过控制所述半导电材料层的厚度使其外表面每厘米距离的电阻值R的范围是500欧姆≤R≤10000欧姆。

采用了上述方案的本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、固体绝缘层采用由粒径为5～15μm的硅微粉和环氧树脂以及固化剂组成的环氧树脂混合材料，使固化形成的固体绝缘层具有较为合适的热膨胀系数，在使用工况下温度变化时不易产生微裂纹，内部各部件结合面粘接良好，不易剥离而产生气隙，能较好地抑制导电体与绝缘层之间产生气隙从而产生的局部放电，其局部放电值较现有技术有明显的降低，在12kV电压等级下，一般如固体绝缘母线等结构不复杂的绝缘器件局部放电值不大于1pC，而像固体绝缘断路器极柱等结构复杂的绝缘件局部放电值不大于5pC；

2、在固体绝缘层表面涂装接地用半导电涂料层，通过控制半导电涂料层的电阻值使固体绝缘器件在使用时其外表面的感应电压控制在安全电压范围内，不仅可以防止对触碰或非触碰附近人员的意外电击，还可以防止对旁边设备、零部件电击损坏，可以有效防止相间燃弧和避免故障的跨相扩散；而且该半导电涂料层由炭黑微粒和树脂清漆混合构成，并在干燥处理后经过100～120℃的烘烤固化，使该层固体绝缘层结合强度好，不因热胀冷缩而致剥落。

图1是本发明实施例中固体绝缘母线制成品的结构示意图。

附图说明

图1是本发明实施例1的固体绝缘母线制成品的结构示意图；

图2是本发明实施例2的高压出线套管制成品的结构主视图；

图3是本发明实施例2的高压出线套管制成品的结构左视图；

图4是本发明实施例3的断路器极柱制成品的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本实用新型造进一步说明。

实施例1：固体绝缘母线的制造方法，成品如图1所示。

第一步：对加工好的导电体3和导电体6进行喷吵处理，喷砂部位为图中除导电体3两端作为插头的部分和导电体6 下端部之外的部分，然后进行除油处理，用洗涤剂洗去导电体3和导电体6加工时粘上的油渍，再将导电体3和导电体6采用螺栓4紧固连接；

第二步：在组装好的导电体3和导电体6的外面涂上一层厚度为0.5±0.1毫米的由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成的半导电涂料层1，再放入温度为120±5℃的温箱内预热固化40分钟，使导电体3和导电体6内外受温度均匀，并使半导电涂料层干燥固化；

第三步：把已涂装半导电涂料层并经预热固化了的导电体3和导电体6以及电压传感器电极7放入温度为135±5℃的成型模具里，然后往模具里注入液态的环氧树脂复合材料，环氧树脂复合材料是重量比为45%亨斯迈牌CW229CI型环氧树脂、45%亨斯迈牌HW229CI型固化剂和10%粒径为5μm的硅微粉的混合物，然后在135±5℃温度下保温固化40分钟、在保温固化期间保持压力在0.3±0.1MPa，然后得到在导电体3和导电体6外面形成了固体绝缘层2的固体绝缘母线坯体，将固体绝缘母线坯体从模具中取出，修整飞边，使外表面光滑平整；

第四步：将固体绝缘母线坯体放入温度为140±5℃烘箱内进行10小时的后固化处理；

第五步：经后固化处理的固体绝缘母线坯体去除表面的脱模剂，对固化了的环氧树脂绝缘层2除所述导电体需要绝缘的接口以外的表面进行喷砂处理后，涂上厚度约为0.5毫米的半导电涂料层8，该半导电涂料层8由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成；

第六步：外表面涂装了半导电涂料层8的固体绝缘母线坯体经干燥30分钟后，置入温度为110±10℃的烘箱进行固化处理60分钟得到固体绝缘母线成品，外表面的半导电涂料层8每厘米距离的电阻值可控制在500～1000欧姆之间。

实施例2：高压出线套管的制造方法，成品如图2、图3所示。

第一步：对加工好的导电体2进行喷吵处理，喷砂部位为图中除导电体2两端造为插头的部分，然后进行除油处理，用洗涤剂洗去导电体2加工时粘上的油渍；

第二步：在导电体2除两端面外的外表面涂上一层厚度为0.5±0.1毫米的由由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成的半导电涂料层3，再放入温度为125±10℃的温箱内预热固化25分钟，使导电体2内外受温度均匀，并使半导电涂料层3干燥固化；

第三步：把已涂装半导电涂料层3并经预热固化了的导电体2以及电压传感器电极4放入温度为135±5℃的成型模具里，然后往模具里注入液态的环氧树脂复合材料，环氧树脂复合材料是重量比为45%亨斯迈牌CW229CI型环氧树脂、45%亨斯迈牌HW229CI型固化剂和10%粒径为5μm的硅微粉的混合物，然后在135±5℃温度下保温固化10分钟、在保温固化期间保持压力在0.3±0.1MPa，然后得到在导电体2外面形成了固体绝缘层1的高压出线套管坯体，将高压出线套管坯体从模具中取出，修整飞边，使外表面光滑平整；

第四步：将高压出线套管坯体放入温度为135±5℃烘箱内进行12小时的后固化处理；

第五步：经后固化处理的固体绝缘母线坯体去除表面的脱模剂，对固化了的环氧树脂绝缘层除所述导电体需要绝缘的接口以外的表面进行喷砂处理后，涂上厚度为0.5±0.1毫米的半导电涂料层5，该半导电涂料层5由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成；

第六步：外表面涂装了半导电涂料层5的固体绝缘母线坯体经干燥30分钟后，置入温度为110±10℃的烘箱进行固化处理60分钟得到固体绝缘母线成品，表面的半导电涂料层5每厘米距离的电阻值可控制在500～1000欧姆之间。

实施例3：断路器极柱的制造方法，成品如图4所示。

第一步：对加工好的导电端子2进行喷吵处理，喷砂部位为图中除导电端子2上部内孔壁和中部内孔壁之外的部分，然后进行除油处理，用洗涤剂洗去导电端子2加工时粘上的油渍；

第二步：在导电端子2的外表面涂上一层厚度为0.5±0.1毫米的由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成的半导电涂料层3，再放入温度为120±5℃的温箱内预热固化40分钟，使半导电涂料层干燥固化；

第三步：将已涂装半导电涂料层的导电端子2和均压件5用螺钉预装并放入温度为120±5℃的温箱内预热固化40分钟，使导电端子2内外受温度均匀。把真空灭弧室1、滑动导电件7用螺杆组装，并放入温度为120±5℃的温箱内预热固化40分钟，使真空灭弧室1和滑动导电件7内外受温度均匀。

第四步：将上述已预热的导电端子2、均压件5和真空灭弧室1、滑动导电件7用弹性导电环8进行电连接装配，放入温度为135±5℃的成型模具里，并在成型模具里装上预埋的连接件4，然后往模具里注入液态的环氧树脂复合材料，环氧树脂复合材料是重量比为60%亨斯迈牌CW5859CI型环氧树脂、30%亨斯迈牌HW5859CI型固化剂和10%粒径为5μm的硅微粉的混合物，然后在135±5℃温度下保温固化40分钟、在保温固化期间保持压力在0.3±0.1MPa，然后得到在导电端子2和真空灭弧室1外面形成了固体绝缘层9的固体绝缘断路器极柱坯体，将固体绝缘固体绝缘断路器极柱坯体从模具中取出，修整飞边，使外表面光滑平整；

第四步：将固体绝缘断路器极柱坯体放入温度为140±5℃烘箱内进行10小时的后固化处理；

第五步：经后固化处理的固体绝缘断路器极柱坯体去除表面的脱模剂，对固化了的环氧树脂绝缘层9除导电体需要绝缘的接口以外的外表面进行喷砂处理后，涂上厚度约为0.5毫米的半导电涂料层10，该半导电涂料层由重量比约为10%粒径为5～10μm的炭黑微粒、 0.2%钛酸酯、60%树脂清漆粘合剂、24%二甲苯和6%丁醇混合构成；

第六步：外表面涂装了半导电涂料层的固体绝缘断路器极柱坯体经干燥30分钟后，置入温度为110±10℃的烘箱进行固化处理60分钟得到固体绝缘断路器极柱成品，表面的半导电涂料层10每厘米距离的电阻值控制在500～1000欧姆之间，最后装入双头螺杆组件6。

Claims (3)

1.一种固体绝缘电路器件的制造方法，其特征在于工艺步骤是：

A、预处理阶段先将电路器件的导电体的表面进行清洁去油处理；

B、将表面处理后的所述导电体加热到90℃～130℃，使其热透，把已预热的所述导电体放入温度为120～140℃的模具里，然后往模具里注入液态的环氧树脂复合材料，在130～140℃的温度下保温固化10～40分钟、在保温固化期间保持压力在0.2～0.4MPa，然后将固化了的固体绝缘电路器件坯体从模具中取出，所述环氧树脂复合材料是由粒径为5～15μm的硅微粉和环氧树脂以及固化剂组成；

C、将固体绝缘电路器件坯体放入温度为135～145℃烘箱内进行8～12小时的后固化处理；

D、经后固化处理的固体绝缘电路器件坯体去除表面的脱模剂，对固化了的环氧树脂绝缘层除所述导电体需要绝缘的接口以外的表面进行喷砂处理后，涂上一层半导电涂料层，该半导电涂料层由炭黑微粒和树脂清漆混合构成；

    E、所述外表面涂装了半导电涂料层的所述固体绝缘电路器件坯体经干燥20～30分钟后，置入温度为100～120℃的烘箱进行固化处理30～60分钟得到固体绝缘电路器件。

2.根据权利要求1所述的固体绝缘电路器件的制造方法，其特征在于：所述导电体经清洁去油处理前，先对需要固体绝缘的导电体表面进行喷砂处理然后再进行清洁去油处理，所述导电体置入模具前需在喷砂处理过的表面涂上一层半导电涂料层，厚度0.5±0.1毫米，然后放入温度为120±5℃的温箱预热固化25～30分钟，所述半导电涂料中：炭黑微粒的粒径为5～30μm，炭黑微粒的在所述半导电材料中的重量比为2～30%，偶联剂由硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂构成，该偶联剂在所述半导电涂料中包含有重量比为0.2～1%，其余为树脂清漆粘合剂和溶剂。

3.根据权利要求1或2所述的固体绝缘电路器件的制造方法，其特征在于：通过控制所述半导电材料层的厚度使其外表面每厘米距离的电阻值R的范围是：500欧姆≤R≤10000欧姆。

Images