一種低局放35kV及以下電壓互感器成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，屬于電氣制造及電力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明在澆注之前在澆注設(shè)備中充入一定量的SF6氣體，可以降低空氣氣隙的存在，改善產(chǎn)品的局放性能；澆注時采用變速澆注工藝，每澆注1～3min后停頓20～50s，可以更加有效的去除材料及器身中的殘留空氣，有利于改善產(chǎn)品的電性能；固化時采用階梯式升溫，使溫度緩慢升高，能控制反應(yīng)速度較為平緩；降溫時采用階梯式降溫，能有效防止突然降溫導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部或外部開裂，改善產(chǎn)品的固化效果。試驗證明，采用本發(fā)明方法制造的電壓互感器的合格率高，局放性能好，在1.2Um（48.6kV）下局放量≤10pC。
【專利說明】—種低局放35kV及以下電壓互感器成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，屬于電氣制造及電力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]35kV澆注式電壓互感器廣泛應(yīng)用在開關(guān)柜等電力設(shè)備中，是一種重要的測量保護(hù)產(chǎn)品。目前，國內(nèi)主要采用真空澆注成型工藝生產(chǎn)35kV澆注式電壓互感器，但幾乎所有廠家都存在局放超出國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及產(chǎn)品局放合格率不高等問題。局部放電是導(dǎo)致絕緣破壞的重要原因，局放過大嚴(yán)重影響35kV澆注式電壓互感器的運行壽命及質(zhì)量，容易造成絕緣擊穿等事故，因此降低35kV澆注式電壓互感器的局放同時提高其局放合格率是所有互感器生產(chǎn)企業(yè)面臨的共同難題。經(jīng)過多年的努力，各生產(chǎn)廠家對35kV澆注式電壓互感器產(chǎn)品做了諸多研究與改進(jìn)，試圖降低其局放值并提高產(chǎn)品局放合格率，這些嘗試取得了一定的效果。
[0003]中國專利(申請?zhí)?200520139835.1)公開了一種電壓互感器，將一次繞組設(shè)置成寶塔型且在最上層設(shè)置高壓靜電屏，在高壓靜電屏的端部設(shè)置有均壓環(huán)，以改善端部電場，有效降低局放，提高產(chǎn)品合格率。中國專利(申請?zhí)?200610040987.5)公開了一種35kV低局放半絕緣電壓互感器，結(jié)構(gòu)包括鐵芯、骨架及嵌件，骨架上裝二次繞組及一次繞組，在一次繞組出線端部設(shè)置高壓屏蔽環(huán)，以改進(jìn)35kV電壓互感器的局放水平。
[0004]目前，國內(nèi)生產(chǎn)35kV及以下澆注式電壓互感器基本采用真空澆注工藝，該工藝是將互感器器身放入真空澆注模具中，將模具放入真空澆注罐中進(jìn)行常壓澆注，澆注過程中對澆注罐進(jìn)行抽真空以更好的去除環(huán)氧樹脂中混入的氣泡，澆注完成后將模具放入烘箱中進(jìn)行一次固化，固化初期需進(jìn)行常壓補料，一次固化結(jié)束后脫模，然后將產(chǎn)品放入烘箱中進(jìn)行二次固化。該工藝影響局放的關(guān)鍵點在于澆注過程中的環(huán)氧樹脂能否順利的進(jìn)入一次繞組中以及能否有效的排出器身及環(huán)氧樹脂中的空氣。
[0005]由此可見，國內(nèi)對于35kV及以下澆注式電壓互感器產(chǎn)品報道雖較多，但幾乎全部集中在廣品結(jié)構(gòu)方面，而在廣品結(jié)構(gòu)方向上又基本集中在把一次繞組改為寶塔形，冋時在一次繞組端部設(shè)置高壓屏蔽環(huán)來降低產(chǎn)品的局放。但對于35kV澆注式電壓互感器來說，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)固然重要，但產(chǎn)品制造工藝也同樣重要。而目前沒有關(guān)于低局放35kV及以下澆注式電壓互感器真空澆注工藝的相關(guān)報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低局放35kV及以下電壓互感器成型方法。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種低局放電壓互感器成型方法，包括以下步驟:
[0009]( I)真空澆注過程:
[0010]對已裝入真空澆注模具的真空澆注設(shè)備進(jìn)行抽真空處理，至真空度降至0.5?2mbar,充入0.5?5mbar壓力的SF6氣體，再將澆注料注入模具中，采用變速澆注工藝，每澆注I?3min停頓20?50s，直至澆滿模具，整個澆注時間控制在8?20min，澆注完成將電壓互感器從真空澆注設(shè)備中取出；
[0011](2)后固化過程:
[0012]將澆注完成的電壓互感器進(jìn)行后固化處理，依次在70?90°C保持I?3h，90?110°c保持2?4h，110?130°C保持8?15h，然后迅速脫模，置于110?130°C下固化12?24h，之后以溫度每隔Ih降低10°C的速度降至室溫即可。
[0013]所述步驟(I)中的澆注料主要由以下重量份數(shù)的原料組成:液態(tài)環(huán)氧樹脂90?100份、甲基四氫苯酐70?80份、活性硅微粉260?310份。
[0014]所述的澆注料還包括以下重量份數(shù)的原料:色漿0.5?I份。
[0015]所述的液態(tài)環(huán)氧樹脂為雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂，在25 °C下的粘度為3500?7000mPaso
[0016]所述的酸酐類固化劑為甲基四氫苯酐，在25°C下的粘度為900?2500mPas。
[0017]所述的活性硅微粉的粒徑中位徑D50為3?5微米。
[0018]所述的色漿為市售商品，可根據(jù)顏色需要確定。
[0019]所述的澆注料的配料方法為:配料前，將活性硅微粉在100?120°C下預(yù)熱10?15h，冷卻至40?80°C備用；取液態(tài)環(huán)氧樹脂、40?60%的活性硅微粉和色漿，在50?80°C下攪拌抽真空2?6h得環(huán)氧樹脂混合料備用；取甲基四氫苯酐和剩余的活性硅微粉，在50?80°C下攪拌抽真空2?6h得固化劑混合料備用。
[0020]所述的環(huán)氧樹脂混合料和固化劑混合料通過靜態(tài)混料器注入模具中，靜態(tài)混料器溫度控制在40?70°C。
[0021]優(yōu)選的，在步驟(I)真空澆注之前，還包括器身安裝及澆注準(zhǔn)備步驟:將電壓互感器器身在105?130°C下預(yù)烘24?48h，真空澆注模具在80?110°C下預(yù)熱6?12h，均勻擦拭脫模劑后將器身裝入模具中；將已裝入器身的模具置于真空澆注設(shè)備中，控制設(shè)備溫度為80?110°C ;將真空澆注設(shè)備的澆口與模具的澆口對準(zhǔn)，閉合真空澆注設(shè)備。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明在澆注之前在澆注設(shè)備中充入一定量的SF6氣體，可以降低空氣氣隙的存在，改善產(chǎn)品的局放性能；澆注時采用變速澆注工藝，每澆注I?3min后停頓20?50s，可以更加有效的去除材料及器身中的殘留空氣，有利于改善產(chǎn)品的電性能；固化時采用階梯式升溫，使溫度緩慢升高，能控制反應(yīng)速度較為平緩；降溫時同樣采用階梯式降溫，意在防止突然降溫導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部或外部開裂，改善產(chǎn)品的固化效果。
[0024]本發(fā)明采用液態(tài)環(huán)氧樹脂體系更有利于樹脂與器身的結(jié)合，可有效減少環(huán)氧樹脂與器身之間的縫隙，有利于局放的降低同時也可提高制品的抗開裂性能。采用的活性硅微粉與普通硅微粉相比，與環(huán)氧樹脂體系具有更好的相容性，能增加材料的韌性及抗開裂性能，熱變形溫度低于90°C。另外，本發(fā)明采用靜態(tài)混料器進(jìn)行材料的混合所得的環(huán)氧樹脂混合料脫氣效果好，同時在澆注之前在澆注灌中充入了一定量的SF6氣體，兩者結(jié)合可以明顯降低空氣氣隙的存在，顯著改善產(chǎn)品的局放性能。
[0025]試驗證明，采用本發(fā)明方法制造的35kV及以下澆注式電壓互感器的合格率高，局放性能好，在1.2Um (48.6kV)下局放量彡1pC0

【具體實施方式】
[0026]下述實施例僅對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0027]實施例1
[0028]本實施例中低局放35kV電壓互感器成型方法，包括以下步驟:
[0029](I)澆注料的準(zhǔn)備:
[0030]澆注料由以下重量份數(shù)的原料組成:雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂100份，25°C下粘度為4000mPas ;酸酐類固化劑甲基四氫苯酐80份，25°C下粘度為900mPas ;活性硅微粉260份，其粒徑中位徑D50為4微米；色漿0.5份，顏色為紅色；
[0031]配料方法為:配料前，將活性硅微粉在110°C烘箱中預(yù)熱12h，之后隨爐冷卻至60°C待用；配料時，在環(huán)氧樹脂混料罐中分別加入雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂、60%的活性硅微粉和色漿，控制溫度在80°C，攪拌抽真空6h得環(huán)氧樹脂混合料；在固化劑混料罐中分別加入酸酐類固化劑甲基四氫苯酐和剩余的活性硅微粉，控制溫度在80°C，攪拌抽真空6h得固化劑混合料；
[0032](2)器身安裝及澆注準(zhǔn)備:
[0033]將電壓互感器器身在130°C烘箱中預(yù)烘48h，真空澆注模具在溫度110°C下預(yù)熱12h后取出，均勻擦拭脫模劑后將器身裝入模具中；將已裝好器身的模具放置于真空澆注罐中，真空澆注罐溫度控制在100°C ;將真空澆注罐的澆口與模具的澆口對準(zhǔn)，閉合真空澆注罐；
[0034]( 3)真空澆注過程:
[0035]對真空澆注罐及模具進(jìn)行抽真空處理，直至其真空度降至0.5mbar，之后充入3mbar壓力的SF6氣體，啟動澆注程序，環(huán)氧樹脂混合料及固化劑混合料通過靜態(tài)混料器(控制溫度為60°C)混合后注入模具中，澆注時采用變速澆注工藝，每澆注3min停頓50s，如此往復(fù)直至澆滿模具，整個澆注時間控制在8min，澆注完成后將電壓互感器從真空澆注罐中取出；
[0036](4)后固化過程:
[0037]將澆注完成的電壓互感器放入程序控溫的烘箱中進(jìn)行后固化，后固化工藝如下:90°C保持3h，110°C保持4h，130°C保持15h后迅速取出模具進(jìn)行脫模，制品從模具中取出后立即放入溫度為130°C的烘箱中固化24h，之后以溫度每隔Ih降低10°C的速度降至室溫后取出并打磨澆口，即可。
[0038]本實施例制備的35kV電壓互感器按GB/T1207-2006規(guī)定的方法進(jìn)行試驗，在48.6kV電壓下局放為8pC。
[0039]實施例2
[0040]本實施例中低局放24kV電壓互感器成型方法，包括以下步驟:
[0041](I)澆注料的準(zhǔn)備:
[0042]澆注料由以下重量份數(shù)的原料組成:雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂90份，25°C下粘度為4500mPas ;酸酐類固化劑甲基四氫苯酐70份，25°C下粘度為1500mPas ;活性硅微粉290份，其粒徑中位徑D50為3微米；色漿0.5份，顏色為棕紅色；
[0043]配料方法為:配料前，將活性硅微粉在110°C烘箱中預(yù)熱12h，之后隨爐冷卻至65°C待用；配料時，在環(huán)氧樹脂混料罐中分別加入雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂、50%的活性硅微粉和色漿，控制溫度在65°C，攪拌抽真空4h得環(huán)氧樹脂混合料；在固化劑混料罐中分別加入酸酐類固化劑甲基四氫苯酐和剩余的活性硅微粉，控制溫度在65°C，攪拌抽真空4h得固化劑混合料；
[0044](2)器身安裝及澆注準(zhǔn)備:
[0045]將電壓互感器器身在120°C烘箱中預(yù)烘32h，真空澆注模具在溫度100°C下預(yù)熱8h后取出，均勻擦拭脫模劑后將器身裝入模具中；將已裝好器身的模具放置于真空澆注罐中，真空澆注罐溫度控制在100°c ;將真空澆注罐的澆口與模具的澆口對準(zhǔn)，閉合真空澆注罐；
[0046]( 3)真空澆注過程:
[0047]對真空燒注罐及模具進(jìn)行抽真空處理,直至其真空度降至Imbar,之后充入3mbar壓力的SF6氣體，啟動澆注程序，環(huán)氧樹脂混合料及固化劑混合料通過靜態(tài)混料器(控制溫度為60°C)混合后注入模具中，澆注時采用變速澆注工藝，每澆注2min停頓30s，如此往復(fù)直至澆滿模具，整個澆注時間控制在15min，澆注完成后將電壓互感器從真空澆注罐中取出；
[0048](4)后固化過程:
[0049]將澆注完成的電壓互感器放入程序控溫的烘箱中進(jìn)行后固化，后固化工藝如下:80°C保持2h，100°C保持3h，120°C保持12h后迅速取出模具進(jìn)行脫模，制品從模具中取出后立即放入溫度為120°C的烘箱中固化18h，之后以溫度每隔Ih降低10°C的速度降至室溫后取出并打磨澆口，即可。
[0050]本實施例制備的24kV電壓互感器按GB/T1207-2006規(guī)定的方法進(jìn)行試驗，在28.8kV電壓下局放為6pC。
[0051]實施例3
[0052]本實施例中低局放1kV電壓互感器成型方法，包括以下步驟:
[0053](I)澆注料的準(zhǔn)備:
[0054]澆注料由以下重量份數(shù)的原料組成:雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂95份，25°C下粘度為7000mPas ;酸酐類固化劑甲基四氫苯酐76份，25°C下粘度為2500mPas ;活性硅微粉310份，其粒徑中位徑D50為5微米；色漿0.5份，顏色為紅色；
[0055]配料方法為:配料前，將活性硅微粉在110°C烘箱中預(yù)熱10h，之后隨爐冷卻至50°C待用；配料時，在環(huán)氧樹脂混料罐中分別加入雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂、40%的活性硅微粉和色漿，控制溫度在50°C，攪拌抽真空2h得環(huán)氧樹脂混合料；在固化劑混料罐中分別加入酸酐類固化劑甲基四氫苯酐和剩余的活性硅微粉，控制溫度在50°C，攪拌抽真空2h得固化劑混合料；
[0056](2)器身安裝及澆注準(zhǔn)備:
[0057]將電壓互感器器身在105°C烘箱中預(yù)烘24h，真空澆注模具在溫度80°C下預(yù)熱6h后取出，均勻擦拭脫模劑后將器身裝入模具中；將已裝好器身的模具放置于真空澆注罐中，真空澆注罐溫度控制在80°C ;將真空澆注罐的澆口與模具的澆口對準(zhǔn)，閉合真空澆注罐；
[0058]( 3)真空澆注過程:
[0059]對真空澆注罐及模具進(jìn)行抽真空處理，直至其真空度降至2mbar，之后充入0.5mbar壓力的SF6氣體，啟動澆注程序，環(huán)氧樹脂混合料及固化劑混合料通過靜態(tài)混料器(控制溫度為60°C )混合后注入模具中，澆注時采用變速澆注工藝，每澆注Imin停頓20s，如此往復(fù)直至澆滿模具，整個澆注時間控制在20min，澆注完成后將電壓互感器從真空澆注罐中取出；
[0060](4)后固化過程:
[0061]將澆注完成的電壓互感器放入程序控溫的烘箱中進(jìn)行后固化，后固化工藝如下:70°C保持lh，90°C保持2h，110°C保持8h后迅速取出模具進(jìn)行脫模，制品從模具中取出后立即放入溫度為110°C的烘箱中固化12h，之后以溫度每隔Ih降低10°C的速度降至室溫后取出并打磨澆口，即可。
[0062]本實施例制備的1kV電壓互感器按GB/T1207-2006規(guī)定的方法進(jìn)行試驗，在14.4kV電壓下局放為3pC。
【權(quán)利要求】
1.一種低局放35kv及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)真空澆注過程: 對已裝入真空澆注模具的真空澆注設(shè)備進(jìn)行抽真空處理，至真空度降至0.5?2mbar，充入0.5?5mbar壓力的SF6氣體，再將澆注料注入模具中，每澆注I?3min停頓20?50s，直至澆滿模具，整個澆注時間控制在8?20min，澆注完成將電壓互感器從真空澆注設(shè)備中取出； (2)后固化過程: 將澆注完成的電壓互感器進(jìn)行后固化處理，依次在70?90°C保持I?3h，90?110°C保持2?4h，110?130°C保持8?15h，脫模，置于110?130°C下固化12?24h，之后以溫度每隔Ih降低10°C的速度降至室溫即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述步驟(I)中的澆注料主要由以下重量份數(shù)的原料組成:液態(tài)環(huán)氧樹脂90?100份、酸酐類固化劑70?80份、活性硅微粉260?310份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的澆注料還包括以下重量份數(shù)的原料:色漿0.5?I份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的液態(tài)環(huán)氧樹脂為雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂，在25°C下的粘度為3500?7000mPas。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的酸酐類固化劑為甲基四氫苯酐，在25°C下的粘度為900?2500mPas。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的活性硅微粉的粒徑中位徑D50為3?5微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的澆注料的配料方法為:配料前，將活性硅微粉在100?120°C下預(yù)熱10?15h，冷卻至40?80°C備用；取液態(tài)環(huán)氧樹脂、40?60%的活性硅微粉和色漿，在50?80°C下攪拌抽真空2?6h得環(huán)氧樹脂混合料備用；取酸酐類固化劑和剩余的活性硅微粉，在50?80°C下攪拌抽真空2?6h得固化劑混合料備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:所述的環(huán)氧樹脂混合料和固化劑混合料通過靜態(tài)混料器注入模具中，靜態(tài)混料器溫度控制在40 ?70°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低局放35kV及以下電壓互感器成型方法，其特征在于:在步驟(I)真空澆注之前，還包括器身安裝及澆注準(zhǔn)備步驟:將電壓互感器器身在105?130°C下預(yù)烘24?48h，真空澆注模具在80?110°C下預(yù)熱6?12h，均勻擦拭脫模劑后將器身裝入模具中；將已裝入器身的模具置于真空澆注設(shè)備中，控制設(shè)備溫度為80?110°C;將真空澆注設(shè)備的澆口與模具的澆口對準(zhǔn)，閉合真空澆注設(shè)備。
【文檔編號】B29C39/38GK104290226SQ201410009298
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】史鴻威, 陳延輝, 宋曉光, 陳曉麗, 龔浩, 李杏龍, 王茂玉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 平高集團(tuán)有限公司