CN111599556A - 特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 - Google Patents
特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111599556A CN111599556A CN202010465493.1A CN202010465493A CN111599556A CN 111599556 A CN111599556 A CN 111599556A CN 202010465493 A CN202010465493 A CN 202010465493A CN 111599556 A CN111599556 A CN 111599556A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulator
- coating
- epoxy resin
- barium titanate
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B19/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing insulators or insulating bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/42—Casting under special conditions, e.g. vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/0009—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor using liquids, e.g. solvents, swelling agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B19/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing insulators or insulating bodies
- H01B19/04—Treating the surfaces, e.g. applying coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3412—Insulators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
本发明公开特高压交流GIL用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法。包括：1)环氧树脂支柱绝缘子的制备；2)制备静电喷涂涂料；3)静电喷涂建设过程；4)涂层的固化。本发明运用静电喷涂方法将环氧树脂/钛酸钡涂料喷涂在环氧树脂支柱绝缘子的表面，操作简便，效率高且涂覆均匀；且通过控制静电喷涂位置和涂料中钛酸钡的浓度，在环氧树脂表面形成介电常数的梯度分布，构建表面介电功能梯度材料，抑制交流电压下局部电场过高情况，提升绝缘子耐电性能。
Description
技术领域
本发明属于高压设备绝缘改性的制备，具体涉及一种特高压交流GIL用柔性表面功能梯度支柱绝缘子的制作方法。
背景技术
为了满足大容量、远距离的供电需求，近年来特高压交流输电技术逐渐受到电力行业的青睐。气体绝缘管道输电(GIL)凭借输送容量大、损耗低的优势而广泛应用于输电技术。环氧树脂支柱绝缘子作为绝缘支撑的关键组件，关乎到输电***的安全稳定运行。在GIL实际运行过程中，环氧树脂支柱绝缘子常会发生沿面闪络故障，导致耐压性能降低，对电力***的稳定运行构成巨大威胁。环氧树脂支柱绝缘子绝缘性能的降低，与绝缘子表面电场分布不均匀有关。局部承受的电场强度大于整体电场强度，甚至会达到平均电场强度的数倍，局部电场畸变严重，诱使闪络事故的发生，导致***出现绝缘故障。
为改善支柱绝缘子的电场分布情况，减少闪络事故的发生，本发明借鉴材料学领域的功能梯度材料的理念，提出来构建柔性表面功能层的方法。柔性表面功能层是在绝缘子表面产生介电参数(介电常数/电导率)呈梯度分布的涂层，对绝缘子表面电场进行调控，有效控制电场畸变，最终提高表面的耐压强度。在表面功能梯度层的构建方法中，静电喷涂方法具有操作简便，效率高且涂覆均匀的优点。此工艺方法创新地应用本发明，将环氧树脂/钛酸钡混合涂料喷涂在支柱绝缘子表面并进行加热定着成形处理，构建介电常数梯度分布的绝缘结构，通过目标建设材料的特殊的电气参数特性，调控交流电场分布，改善绝缘子表面的电场均匀性，提升了交流GIL支柱绝缘子的耐电性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种特高压交流GIL用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法，通过静电喷涂的工艺方法，在支柱绝缘子表面喷涂环氧树脂/钛酸钡混合涂料，通过控制静电喷涂位置和涂料中钛酸钡的浓度，在绝缘子表面构建柔性功能梯度层，再通过加热定着处理增强涂层的结合性能，以调控交流电场下支柱绝缘子表面的电场分布情况，提高GIL中支柱绝缘子的沿面闪络电压，提升绝缘子的耐电性能。
本发明方法的具体过程如下：
1)环氧树脂支柱绝缘子的制备：
(1)将环氧树脂、固化剂和氧化铝按照100份:35-40份:300-350份的重量比混合得到环氧树脂混合材料，然后采用超声波分散0.5-1h，混合均匀；
(2)在-0.1MPa的真空度下真空脱泡1-2h；
(3)将所得的环氧树脂混合材料浇注至经预热处理(130℃下不低于1h)后内壁涂有脱模剂的支柱绝缘子模具内，在130-140℃下进行一次固化7-8h，然后脱模；再在130-140℃烤箱中二次固化7-8h，冷却后得到环氧树脂支柱绝缘子；
2)制备静电喷涂涂料：
(1)于搅拌条件下，在环氧树脂中依次加入微米钛酸钡、固化剂得到混合溶液，然后采用超声波分散40-50min，混合均匀；其中固化剂的质量为环氧树脂质量的25-35％，微米钛酸钡的质量为混合溶液的10％～40％；
(2)将混合溶液放置于真空箱中，真空脱泡处理40-50min，去除混合溶液的气泡，得到静电喷涂涂料；
3)静电喷涂建设过程：
(1)按照绝缘子表面梯度分布，将表面由中心向外分成4个紧密相连的环形，令环形的介电常数依次减小；
(2)将环氧树脂支柱绝缘子放置于静电喷涂设备内，喷口与绝缘子表面对齐；
(3)接通喷枪口处电极针的电源，使电极针带电；
(4)打开静电喷涂开关，使涂料从喷枪口定向喷涂在绝缘子表面；
(5)控制喷枪口的位置和涂料中钛酸钡的浓度，在绝缘子表面不同位置喷涂钛酸钡浓度不同的涂料，形成介电常数梯度层；且不同位置喷涂时间均为50s；
4)涂层的固化：
(1)将喷涂结束后的绝缘子放到70-80℃的烤箱中固化4-5h，完成一次固化；
(2)将一次固化的绝缘子在130-140℃的条件下进行二次固化，固化时间为4-5h，冷却后得到柔性功能梯度盆式绝缘子。
所述步骤2)中分步骤(1)中微米钛酸钡的粒径为10-30μm。
所述步骤3)中分步骤(2)中静电喷枪口与绝缘子工件距离为10cm。
所述步骤3)中分步骤(3)中静电喷枪的电极针所接电压为-1kV。
所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为40％、30％、20％、10％。
所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为40％、35％、30％、25％。
所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为25％、20％、15％、10％。
本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明运用静电喷涂方法将环氧树脂/钛酸钡涂料喷涂在环氧树脂支柱绝缘子的表面，操作简便，效率高且涂覆均匀；且通过控制静电喷涂位置和涂料中钛酸钡的浓度，在环氧树脂表面形成介电常数的梯度分布，构建表面介电功能梯度材料，抑制交流电压下局部电场过高情况，提升绝缘子耐电性能。本发明为实现表面功能梯度绝缘子提供了创新性的制作工艺，对延长GIL中支柱绝缘子的使用寿命，提高GIL的运行稳定性和电力***的安全可靠性有着重要意义。
附图说明
图1为静电喷涂建设柔性功能梯度层的装置示意图；
图2为环形样式的绝缘子表面介电常数梯度分布示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本发明，并不对本发明作任何的限制。
本发明所述绝缘子基体是采用由双酚A环氧树脂、固化剂和氧化铝填料浇注而成的支柱绝缘子。所述静电喷涂所用涂料为环氧树脂/钛酸钡混合涂料。其中环氧树脂为缩水甘油醚类的双酚A环氧树脂；固化剂为聚酰胺树脂HY-651。
实施例1
1)在环氧树脂中依次加入微米钛酸钡、固化剂，搅拌得到混合溶液，然后采用超声波分散1h，混合均匀；再将混合溶液放置于真空箱中，真空脱泡处理40min，去除混合溶液的气泡，得到静电喷涂涂料；其中固化剂的质量为环氧树脂质量的30％，微米钛酸钡的质量为混合溶液的10％～40％；
2)将绝缘子放置于静电喷涂设备内，喷口与绝缘子表面对齐；接通喷枪口处电极针的电源，使电极针带电；打开静电喷涂开关，使涂料从喷枪口定向喷涂在绝缘子表面；按照绝缘子表面梯度分布，将表面由中心向外分成4个相连的环形，并且在绝缘子表面不同位置喷涂钛酸钡浓度不同的涂料，喷涂时间均为50s；
3)将喷涂结束后的绝缘子放到80℃的烤箱中固化4h，完成一次固化；将一次固化的绝缘子在130℃的条件下进行二次固化，固化时间为4h，冷却后得到柔性功能梯度盆式绝缘子。
沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料浓度依次为40％、30％、20％、10％。
实施例2
1)在环氧树脂中依次加入微米钛酸钡、固化剂，搅拌得到混合溶液，然后采用超声波分散1h，混合均匀；再将混合溶液放置于真空箱中，真空脱泡处理40min，去除混合溶液的气泡，得到静电喷涂涂料；其中固化剂的质量为环氧树脂质量的25％，微米钛酸钡的质量为混合溶液的10％～40％；
2)将绝缘子放置于静电喷涂设备内，喷口与绝缘子表面对齐；接通喷枪口处电极针的电源，使电极针带电；打开静电喷涂开关，使涂料从喷枪口定向喷涂在绝缘子表面；按照绝缘子表面梯度分布，将表面由中心向外分成4个相连的环形，并且在绝缘子表面不同位置喷涂钛酸钡浓度不同的涂料，喷涂时间均为50s；
3)将喷涂结束后的绝缘子放到70℃的烤箱中固化4h，完成一次固化；将一次固化的绝缘子在135℃的条件下进行二次固化，固化时间为4h，冷却后得到柔性功能梯度盆式绝缘子。
沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料浓度依次为40％、35％、30％、25％。
实施例3
1)在环氧树脂中依次加入微米钛酸钡、固化剂，搅拌得到混合溶液，然后采用超声波分散1h，混合均匀；再将混合溶液放置于真空箱中，真空脱泡处理40min，去除混合溶液的气泡，得到静电喷涂涂料；其中固化剂的质量为环氧树脂质量的35％，微米钛酸钡的质量为混合溶液的10％～40％；
2)将绝缘子放置于静电喷涂设备内，喷口与绝缘子表面对齐；接通喷枪口处电极针的电源，使电极针带电；打开静电喷涂开关，使涂料从喷枪口定向喷涂在绝缘子表面；按照绝缘子表面梯度分布，将表面由中心向外分成4个相连的环形，并且在绝缘子表面不同位置喷涂钛酸钡浓度不同的涂料，喷涂时间均为50s；
3)将喷涂结束后的绝缘子放到75℃的烤箱中固化4h，完成一次固化；将一次固化的绝缘子在140℃的条件下进行二次固化，固化时间为4h，冷却后得到柔性功能梯度盆式绝缘子。
沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料浓度依次为25％、20％、15％、10％。
本发明对功能及工作过程的描述，仅为示意性，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.特高压交流GIL用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法，该方法包括如下步骤:
1)环氧树脂支柱绝缘子的制备：
(1)将环氧树脂、固化剂和氧化铝按照100份:35-40份:300-350份的重量比混合得到环氧树脂混合材料，然后采用超声波分散0.5-1h，混合均匀；
(2)在-0.1MPa的真空度下真空脱泡1-2h；
(3)将所得的环氧树脂混合材料浇注至经预热处理(130℃下不低于1h)后内壁涂有脱模剂的支柱绝缘子模具内，在130-140℃下进行一次固化7-8h，然后脱模；再在130-140℃烤箱中二次固化7-8h，冷却后即可得到环氧树脂支柱绝缘子；
2)制备静电喷涂涂料：
(1)于搅拌条件下，在环氧树脂中依次加入微米钛酸钡、固化剂得到混合溶液，然后采用超声波分散40-50min，混合均匀；其中固化剂的质量为环氧树脂质量的25-35％，微米钛酸钡的质量为混合溶液的10％-40％；
(2)将混合溶液放置于真空箱中，真空脱泡处理40-50min，去除混合溶液的气泡，得到静电喷涂涂料；
3)静电喷涂建设过程：
(1)按照绝缘子表面梯度分布，将表面由中心向外分成4个紧密相连的环形，令环形的介电常数依次减小；
(2)将环氧树脂支柱绝缘子放置于静电喷涂设备内，喷口与绝缘子表面对齐；
(3)接通喷枪口处电极针的电源，使电极针带电；
(4)打开静电喷涂开关，使涂料从喷枪口定向喷涂在绝缘子表面；
(5)控制喷枪口的位置和涂料中钛酸钡的浓度，在绝缘子表面不同位置喷涂钛酸钡浓度不同的涂料，形成介电常数梯度层；且不同位置喷涂时间均为50s；
4)涂层的固化：
(1)将喷涂结束后的绝缘子放到70-80℃的烤箱中固化4-5h，完成一次固化；
(2)将一次固化的绝缘子在130-140℃的条件下进行二次固化，固化时间为4-5h，冷却后得到柔性功能梯度盆式绝缘子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中分步骤(1)中微米钛酸钡的粒径为10μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中分步骤(2)中静电喷枪口与绝缘子工件距离为10cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中分步骤(3)中静电喷枪的电极针所接电压为-1kV。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为40％、30％、20％、10％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为40％、35％、30％、25％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中分步骤(5)中沿绝缘子表面由中心向外静电喷涂的涂料中钛酸钡的浓度依次为25％、20％、15％、10％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010465493.1A CN111599556A (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010465493.1A CN111599556A (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111599556A true CN111599556A (zh) | 2020-08-28 |
Family
ID=72190833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010465493.1A Withdrawn CN111599556A (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111599556A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113793739A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-14 | 合肥工业大学 | 一种直流gil环氧树脂绝缘子用表面电导梯度涂层的制备方法 |
-
2020
- 2020-07-20 CN CN202010465493.1A patent/CN111599556A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113793739A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-14 | 合肥工业大学 | 一种直流gil环氧树脂绝缘子用表面电导梯度涂层的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111599555A (zh) | 特高压直流gil用柔性表面功能梯度盆式绝缘子制作方法 | |
| CN109135339B (zh) | 一种防潮改性电工级氧化镁的制备方法以及应用 | |
| US7052569B2 (en) | Method for producing a high-quality insulation of electric conductors or conductor bundles of rotating electrical machines by means of spray sintering | |
| CN105679473B (zh) | 介电功能梯度绝缘子的叠层制造方法 | |
| CN108428523B (zh) | 具有二维介电常数线性梯度分布的gis绝缘子设计方法 | |
| CN107604675B (zh) | 一种基于气相碳纳米管分散雾的定向碳纳米管改性碳纤维表面的接触端处理方法 | |
| CN108320874B (zh) | 基于线性梯度处理的抑制gis绝缘子表面电荷积聚的方法 | |
| CN111599556A (zh) | 特高压交流gil用柔性表面功能梯度支柱绝缘子制作方法 | |
| WO2022267986A1 (zh) | 一种三层梯度gis/gil支撑绝缘子的制备方法 | |
| CN111599554A (zh) | 特高压交流gil用支柱绝缘子电场优化方法 | |
| CN110556985A (zh) | 在电机部件上沉积涂层的方法 | |
| CN113871113B (zh) | 一种涂层非线性电导盆式绝缘子成型方法 | |
| CN106658800A (zh) | 一种感应线圈加热装置及其制作方法 | |
| CN111171515A (zh) | 一种树脂基复合材料母线槽浇注工艺 | |
| CN111599551A (zh) | 特高压直流gil用盆式绝缘子电场优化方法 | |
| CN109575339B (zh) | 一种耐直流闪络的纳米涂层绝缘子及制备方法 | |
| CN109448965B (zh) | 高频高压变压器 | |
| CN111808504A (zh) | 一种抗电弧绝缘涂料及其制备方法和应用 | |
| CN108715989B (zh) | 一种等离子喷涂绝缘涂层的制备方法 | |
| CN111599549A (zh) | 特高压直流gil用支柱绝缘子柔性梯度表面处理方法 | |
| CN115604897A (zh) | 一种用于绝缘材料表面改性的等离子体射流装置 | |
| CN110724434A (zh) | 纳米SiC/环氧涂层材料、制备方法及其应用 | |
| CN111599548B (zh) | 特高压交流gil用柔性界面功能梯度盆式绝缘子制造方法 | |
| WO2019029145A1 (zh) | 一种硅树脂 | |
| CN117153506A (zh) | 直流气体绝缘变电站用多维功能梯度绝缘子制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200828 |