CN109712761A - 一种绝缘子芯体预制体及绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子芯体预制体及绝缘子，其可以有效提高生产效率且耗能低，同时消除内部宏观界面，能够生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子，其技术方案为：包括呈柱状的预制体本体；所述预制体本体在径向上由多层铺层依次卷绕或编织而成，多层铺层的最外层铺层在轴向上由多个包覆层依次拼接而成；所述铺层和包覆层均由玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

Description

一种绝缘子芯体预制体及绝缘子

技术领域

本发明涉及电力行业输变电用绝缘子技术领域，特别是涉及一种绝缘子芯体预制体及绝缘子。

背景技术

随着特高压线路在我国逐年的增多，输变电用支柱绝缘子的用量也随之增加。现有输变电用的支柱绝缘子包括：全瓷型、瓷芯加硅橡胶伞裙型、复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型。全瓷支柱绝缘子存在重量重，容易出现断裂和脆断，电压等级提高后长度加大等缺陷。瓷芯加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子存在外伞裙硅橡胶材料与陶瓷芯粘接不牢，产生气泡的现象，影响产品的电气性能及寿命。随着输变电电压等级的提高，复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的用量占比随之增大。

复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的芯棒采用复合材料制成，由于直径较大，对于拉挤工艺很难一次拉挤成型。目前支柱绝缘子的芯体采用的成型方式多为各种规格的小拉挤棒捆绑在一起进行整体灌注，但是此种工艺由于较细的多只内芯棒结构存在粘接层过多，在芯体的横截面积中占据了较大的面积比例，固化过程中内部产生较大的内应力，应力不均导致内部产生裂纹等缺陷，在实际使用过程中很难达到理想使用效果。

支柱绝缘子的芯体还可以采用如下方式成型：1.内部为拉挤芯棒，外层分多次进行缠绕。这种成型方式虽然可以满足实际使用要求，但是生产效率较低，外层需进行多次缠绕即需多次固化，对于缠绕过程中的工序要求较多，且耗能较大，大大提高了产品的制造成本。此外，纤维在缠绕过程中有一定的磨损会大大降低芯体的力学性能。2.另一种成型方式为内部为拉挤芯棒，外部通过缠绕、编织、卷制等工艺制备成预制体，采用环氧树脂整体真空灌注成型芯体。此种方式虽大大提高了产品生产效率及降低了产品的孔隙缺陷，但是始终存在拉挤棒与后卷制材料之间产生界面，形成分层隐患。

现有的支柱绝缘子芯体不论采用何种方式成型预制体，其内部总存在一根内芯棒，然后再在内芯棒外成型预制体，这样内芯棒与外层后续成型部分始终存在界面，而这样的界面则会影响产品的电学性能。

CN1731539A公开了一种玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法：将玻璃纤维通过熔化后的树脂基溶液，在转速150转/分搅拌均匀；玻璃纤维和环氧树脂基溶液在高温下连续缠绕后固化成型。上述方法需要多次缠绕，生产效率低、材料浪费大。CN101740185A公开了大直径复合绝缘子内芯棒的制备方法：选取实心拉挤绝缘芯棒直径≤130mm；芯棒外表面加工粗糙，外表面用丙酮擦洗干净，放入烘箱中恒温；棒外表面再涂覆2％的无水酒精溶液，再放入烘箱中恒温1小时；树脂胶的配置按比例称重并倒入真空搅拌器内真空搅拌20分钟，静置50分钟；将处理的内芯棒安装到数控缠绕机上开始缠绕，待缠绕机缠绕到设计尺寸；然后抽真空注入树脂胶；注胶完毕关闭两端阀门放入固化炉中加温阶梯固化。上述方法仍然采用缠绕方式制备芯棒，使得玻璃纤维与内芯棒轴向存在较大夹角，最终产品的强度和刚度不高。此外，上述方法的表面处理工序冗长、固化工序不合理，仍然有进一步改进的空间。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种绝缘子芯体预制体，其可以有效提高生产效率且耗能低，同时消除内部宏观界面，能够生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种绝缘子芯体预制体，包括呈柱状的预制体本体；

所述预制体本体在径向上由多层铺层依次卷绕或编织而成，多层铺层的最外层铺层在轴向上由多个包覆层依次拼接而成；

所述铺层和包覆层均由玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

进一步的，所述多层铺层的外层铺层包覆于相邻内层铺层外周。

进一步的，所述预制体本体为实心结构。

进一步的，所述多层铺层包括径向上由内而外依次设置的第一铺层、第二铺层、第三铺层和第四铺层，第一、第二、第三铺层由不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

进一步的，所述第四铺层包括在轴向上依次设置的第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层，第一、第二、第三包覆层由不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

进一步的，所述第二铺层包覆于第一铺层外周，第三铺层包覆于第二铺层外周，第四铺层包覆于第三铺层外周。

进一步的，所述第一铺层、第二铺层、第三铺层均采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成。

进一步的，所述第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层依次拼接连接。

进一步的，所述第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层均采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成。

一种绝缘子，包括如上所述的绝缘子芯体预制体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的预制体在轴向和径向上均设置不同角度的玻璃纤维编织布，不仅能丰富玻纤布的种类，还可以改变成型芯体的力学强度。

本发明的预制体，通过采用不同角度的玻璃纤维编织布设置多层铺层，可以满足成型芯体产品模量的要求，同时能够消除芯体内部宏观界面，满足弯曲性能高的复合支柱绝缘子的使用要求。

本发明预制体成型的芯体，具有生产效率高(可一次成型)，耗能小(一次固化)，内部无宏观界面、力学性能可设计等优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的预制体的结构示意图；

图中，1、第一铺层；2、第二铺层；3、第三铺层；4、第一包覆层；5、第二包覆层；6、第三包覆层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决现有技术的技术问题，本申请提出了一种绝缘子芯体预制体及绝缘子，该预制体中去除了内芯棒，使预制体全部为玻璃纤维制品，后续再真空灌注树脂，这样产品就不会存在界面问题，提升了产品质量。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种绝缘子芯体预制体，其包括呈柱状的预制体本体，预制体本体为实心结构；预制体本体在径向上由多层铺层依次卷绕或编织而成，多层铺层的外层铺层包覆于相邻内层铺层外周，多层铺层的最外层铺层在轴向上由多个包覆层依次拼接而成；铺层和包覆层均由玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。本发明预制体的铺层包覆的层数可根据成型产品力学性能的需求进行设置，多层铺层所采用的玻璃纤维编织布可相同也可不同，在成型产品对力学性能无特别要求的情况下，多层铺层可以采用同一种玻璃纤维纱或玻璃纤维布制成。

本实施例中，如图1所示，预制体本体的多层铺层包括在径向上由内而外依次卷绕或编织设置第一铺层1、第二铺层2、第三铺层3和第四铺层，第四铺层在轴向上由依次拼接的第一包覆层4、第二包覆层5和第三包覆层6连接而成。

外侧的铺层包覆缠绕于相邻的内侧铺层外周，即第二铺层2包覆于第一铺层1外周，第三铺层3包覆于第二铺层2外周，第四铺层包覆于第三铺层3外周，使得整个预制体形成实心结构。

预制体的第一铺层1、第二铺层2和第三铺层3分别采用不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，三铺层均可采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成；本实施例中，第一铺层1采用单向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，第二铺层2采用三轴向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，第三铺层3采用双轴向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成；

预制体最外层的第四铺层的第一包覆层4、第二包覆层5和第三包覆层6分别采用不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，三包覆层均可采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成；本实施例中，第一包覆层4采用多轴向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，第二包覆层5采用双轴向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成，第三包覆层6采用单向玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

本发明的预制体采用不同力学性能要求的玻璃纤维编织布逐层卷绕或编织成型，其内部有多种不同形式的铺层，可以改变成型芯体的力学强度，改善产品的性能。

本发明的预制体可以采用铺放不同规格型号的玻璃纤维纱或玻璃纤维布来对成型产品的力学性能进行设计，使得最终成型预制体的力学性能可根据需求设计。

本发明预制体的各铺层每层包覆的厚度是依据电压等级不同而确定的，电压等级高，铺覆的厚度就大。

本发明中所采用的编织布的面重为：500～2000g/m²，成型编织布的纤维纱的粗细要求为500TEX～9600TEX。所采用的玻璃纤维编织布的品种为无碱无捻玻璃纤维纱。卷曲成型后的预制体的纤维质量含量为：65％～80％，即以绝缘子芯体的重量为基准，玻璃纤维编织布占65wt％～85wt％。

本发明的预制体中间不采用拉挤棒作为芯轴，整体是由玻璃纤维编织布制成，后续再真空灌注树脂，这样使得最终成型产品不会存在界面问题，提升了产品质量。

本发明的绝缘子芯体是由预制体通过真空灌注工艺制备而成，具体制备方法采用现有技术，在此不再赘述。

本发明的预制体具体卷绕或编织成型的步骤过程为：

先卷绕预或编织制体最内侧的第一铺层1，第一铺层1起头，在上铺放成型，而后通过专用设备卷制或编织成型；第一铺层1卷制或编织完成后，在第一铺层1外周卷绕或编织第二铺层2，采用专用设备设备将三轴向玻璃纤维编织布在第一铺层1外周卷绕或编织成型，第二铺层2包覆缠绕于第一铺层1外周；第二铺层2卷制或编织完成后，在第二铺层2外周卷绕或编织第三铺层3，采用专用设备将双轴向玻璃纤维编织布在第二铺层2外周卷绕或编织成型，第三铺层3包覆缠绕于第二铺层2外周；第三铺层3卷制或编织完成后，在第三铺层3外周轴向上依次卷绕或编织多轴向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布和单向玻璃纤维编织布，卷绕或编织方式与前述铺层的方式相同，在第三铺层3外周包覆形成第四铺层，最终形成外径符合要求的柱形预制体。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘子芯体预制体，其特征是，包括呈柱状的预制体本体；

所述预制体本体在径向上由多层铺层依次卷绕或编织而成，多层铺层的最外层铺层在轴向上由多个包覆层依次拼接而成；

所述铺层和包覆层均由玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

2.如权利要求1所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述预制体本体为实心结构。

3.如权利要求1所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述多层铺层的外层铺层包覆于相邻内层铺层外周。

4.如权利要求1所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述多层铺层包括径向上由内而外依次设置的第一铺层、第二铺层、第三铺层和第四铺层，第一、第二、第三铺层由不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

5.如权利要求4所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述第四铺层包括在轴向上依次设置的第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层，第一、第二、第三包覆层由不同角度的玻璃纤维编织布卷绕或编织而成。

6.如权利要求4所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述第二铺层包覆于第一铺层外周，第三铺层包覆于第二铺层外周，第四铺层包覆于第三铺层外周。

7.如权利要求4所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述第一铺层、第二铺层、第三铺层均采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成。

8.如权利要求5所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层依次拼接连接。

9.如权利要求5所述的绝缘子芯体预制体，其特征是，所述第一包覆层、第二包覆层和第三包覆层均采用单向玻璃纤维编织布、双轴向玻璃纤维编织布、多轴向玻璃纤维编织布中的一种卷绕或编织而成。

10.一种绝缘子，其特征是，包括如权利要求1-9任一项所述的绝缘子芯体预制体。