本發(fā)明涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，是一種與變壓器配套的具有屏蔽功能的絕緣筒的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

電力工業(yè)是支撐國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)，而變壓器則是輸配電系統(tǒng)的十分重要設(shè)備。因此，對變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝的創(chuàng)新，選擇新材料，提高變壓器質(zhì)量，降低其成本，是促進(jìn)我國電力工業(yè)發(fā)展的重要條件。

改革開放以來，我國變壓器行業(yè)取得了長足發(fā)展，尤其是小容量變壓器的生產(chǎn)擁有相當(dāng)?shù)膶?shí)力，在國際市場競爭中占有重要地位，在歐美一些發(fā)達(dá)國家占有可觀的份額。但在高容量、超高容量變壓器方面，我國的技術(shù)實(shí)力還比較薄弱，阻礙我國變壓器行業(yè)的發(fā)展。市場的需求推動了變壓器向高頻化、高容量、高效低耗、低成本和低噪聲節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，這就需要生產(chǎn)變壓器的產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都要努力朝著這個方向創(chuàng)造條件。

變壓器與其它儀器儀表一樣，也會受到高頻交變磁場的影響。因此，必須盡量設(shè)法減少這種不利影響。目前，在變壓器制造時，為了解決這個問題，通常采用銅罩來屏蔽高頻交變磁場。玻璃鋼絕緣筒早已被廣泛用于變壓器的制造，但具有屏蔽功能的玻璃鋼絕緣筒未見報(bào)道。

中國專利文獻(xiàn)cn204303515u公開了一種帶有屏蔽功能絕緣筒的干式移相整流變壓器，所述絕緣筒包括絕緣筒主體，絕緣筒主體的夾層內(nèi)設(shè)有屏蔽層，絕緣筒主體與屏蔽層固化為一體；所述屏蔽層為一整張或多段銅箔或鋁箔，多段銅箔或鋁箔相鄰位置有一定間距；屏蔽層端部距離絕緣筒端部有設(shè)定間距；絕緣筒還包括接地片，接地片焊接引出；接地片與絕緣筒主體底部的接觸處設(shè)有凸臺，確保不漏銅。中國專利文獻(xiàn)cn102360841a公開了一種干式整流變壓器的接地屏制作方法，制作外線圈絕緣筒時，先繞制絕緣筒，絕緣筒未繞完時，開始粘接接地屏；將接地屏銅箔放置半成品絕緣筒外側(cè)，然后繼續(xù)繞制絕緣筒，繞制完成后，接地屏隨絕緣筒一起烘干成型。但是以上兩件專利中都沒有選擇膠粘劑涂敷在銅箔上，使銅箔與玻璃鋼有機(jī)緊密結(jié)合，而是直接將銅箔鋪設(shè)在 玻璃鋼筒體上。這樣的產(chǎn)品，經(jīng)高低溫反復(fù)變化時，銅箔易起泡，會松動，影響絕緣筒的絕緣性能和屏蔽性能，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，而且銅箔鋪設(shè)工藝可操作性也差。如果銅箔鋪設(shè)不好，會影響產(chǎn)品的合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種與變壓器配套的具有屏蔽功能絕緣筒，該絕緣筒以環(huán)氧樹脂為基體，玻璃纖維增強(qiáng)，采用纏繞成型工藝和一種膠粘劑，設(shè)法將銅箔嵌入絕緣筒體，使玻璃鋼筒具有絕緣和屏蔽兩種功能，滿足了變壓器制造要求。

變壓器的傳統(tǒng)產(chǎn)品雖然還有一定的市場，但競爭很激烈，利潤空間已很小，要想使變壓器產(chǎn)品具有競爭能力占領(lǐng)市場，以適應(yīng)電力工業(yè)發(fā)展的需求，必須開發(fā)高性價比新一代的高端產(chǎn)品。變壓器的制造成本也是阻礙變壓器向高頻化、高容量發(fā)展的因素之一。因此，如何降低變壓器的材料成本和人工成本的問題就凸現(xiàn)出來。

工業(yè)化的發(fā)展，對變壓器的需求量越來越大，對其質(zhì)量要求越來越高。變壓器制造商在變壓器的設(shè)計(jì)時都考慮到電絕緣和磁屏蔽問題，但解決的方法和措施則是分別考慮的。這樣一來，在制造變壓器時往往帶來不便，既費(fèi)工時又浪費(fèi)材料。而且，如果在組裝時不精益求精，還可能影響到變壓器的整體質(zhì)量和使用壽命。

本發(fā)明利用e51環(huán)氧樹脂、甲基四氫苯酐固化劑、玻璃纖維、銅箔和專用膠粘劑等材料，采用纏繞成型工藝，生產(chǎn)直徑100mm～1100mm具有屏蔽功能的絕緣筒。

本發(fā)明的第一方面，提供具有屏蔽功能的絕緣筒的生產(chǎn)方法，采用玻璃鋼纏繞成型工藝，將浸過樹脂膠液的玻璃纖維纏繞到芯模上，纏繞至一定的厚度纖維時，把浸漬過膠粘劑的半固化的銅箔鋪設(shè)在玻璃纖維上，再繼續(xù)纏繞，直至所要求的厚度，經(jīng)過固化、脫模工藝制得所述的具有屏蔽功能的絕緣筒。所述的絕緣筒的直徑為100mm～1100mm。

所述的樹脂膠液中的原料為e51環(huán)氧樹脂、甲基四氫苯酐、二甲胺，重量比為(90-110)∶(75-85)∶(0.4-0.6)，優(yōu)選為100∶80∶0.5。

雖然利用玻璃纖維和環(huán)氧樹脂，采用纏繞成型玻璃鋼筒體的工藝是成熟工藝，但是樹脂膠液的配方根據(jù)樹脂的種類各有不同。在我們的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，樹 脂膠液中各物料的配比對纏繞成型工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量都有影響，本發(fā)明的樹脂膠液配方是經(jīng)過多次試驗(yàn)而確定的。本發(fā)明在研制過程中經(jīng)過反復(fù)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)環(huán)氧樹脂(e51)∶甲基四氫苯酐∶二甲胺為(90-110)∶(75-85)∶(0.4-0.6)時，采用本發(fā)明的纏繞成型工藝制得的產(chǎn)品的屏蔽性能、耐熱性、絕緣性和穩(wěn)定性都符合要求，其中環(huán)氧樹脂(e51)∶甲基四氫苯酐∶二甲胺＝100∶80∶0.5(重量比)時產(chǎn)品各項(xiàng)性能最好。

以上比例是經(jīng)過反復(fù)多次試驗(yàn)驗(yàn)證得到的符合本發(fā)明的制備工藝的最優(yōu)比例，當(dāng)三者比例超出以上范圍時，例如：當(dāng)環(huán)氧樹脂(e51)∶甲基四氫苯酐∶二甲胺＝80∶90∶0.3時，產(chǎn)品合格，但造成甲基四氫苯酐大量浪費(fèi)，而且開始反應(yīng)速度較慢，對纏繞成型工藝造成許多困難；當(dāng)環(huán)氧樹脂(e51)∶甲基四氫苯酐∶二甲胺＝120∶60∶0.8時，環(huán)氧樹脂固化不完全，絕緣筒質(zhì)量達(dá)不到要求。

本發(fā)明同時篩選了一種膠粘劑，該膠粘劑與環(huán)氧樹脂有較好的相容性，與銅箔有良好的粘接性，并具有耐熱和室溫固化的特性；實(shí)現(xiàn)了一種將銅箔引入玻璃鋼的簡易方法，確定了生產(chǎn)具有屏蔽功能絕緣筒的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明所述的膠粘劑優(yōu)選紅星牌全透明509膠水。

膠粘劑的種類很多，各類膠粘劑都具有一定的特色，適用一定的應(yīng)用場合。因此，對于使用單位來說，要根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求和成型工藝條件來篩選適合自己的膠粘劑。根據(jù)玻璃鋼纏繞工藝和銅箔的嵌入方式，最好選把膠粘劑涂在銅箔上，在室溫的條件下就可固化。當(dāng)膠粘劑處在半固化狀態(tài)時，鋪設(shè)涂有膠粘劑的銅箔就便于操作，而且不會產(chǎn)生質(zhì)量問題。另外，涂在銅箔的膠粘劑要與纏繞纖維用的環(huán)氧樹脂相結(jié)合，這就要求所選的膠粘劑與e51環(huán)氧樹脂有良好的相容性，這樣才能使銅箔與玻璃鋼緊密有機(jī)結(jié)合。

在篩選過程中，本發(fā)明嘗試過不采用膠粘劑，直接將銅箔鋪設(shè)在玻璃鋼筒體上，但是成品的絕緣筒經(jīng)高低溫反復(fù)變化時，銅箔易起泡，會松動，影響絕緣筒的絕緣性能和屏蔽性能，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，而且銅箔鋪設(shè)工藝可操作性也差。如果銅箔鋪設(shè)不好，會影響產(chǎn)品的合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明選擇膠粘劑的原則是：可室溫固化，與環(huán)氧樹脂(e51)相容性好、耐熱性好、與銅箔粘接強(qiáng)度高。根據(jù)這種要求和我們的工作經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明對市場供應(yīng)的膠粘劑產(chǎn)品進(jìn)行多次篩選比較，發(fā)現(xiàn)紅星牌全透明509膠水的性能和應(yīng)用范圍符合要求，經(jīng)過試驗(yàn)證明，該膠水完全能達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量和成型工藝要 求，最終選擇了紅星牌全透明509膠水。509膠水是一種具有綜合性能優(yōu)異的雙組分環(huán)氧樹脂，耐熱性能優(yōu)良，可以室溫固化，同e51環(huán)氧樹脂有良好的相容性，與銅箔具有良好的粘接性。本發(fā)明先把銅箔浸漬調(diào)配好的環(huán)氧膠粘劑，當(dāng)銅箔上的膠粘劑處在半固化狀態(tài)，再進(jìn)行銅箔鋪設(shè)，實(shí)現(xiàn)了一種將銅箔嵌入玻璃鋼有效規(guī)范的簡易方法。采用紅星牌全透明509膠水可以使銅箔方便地與玻璃鋼有機(jī)結(jié)合，制得的絕緣筒經(jīng)高低溫試驗(yàn)，銅箔不起泡，不松動，玻璃鋼筒的絕緣性能和屏蔽性能沒有變化，質(zhì)量穩(wěn)定。

具有屏蔽功能絕緣筒生產(chǎn)工藝流程：采用玻璃鋼纏繞成型工藝，將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維(或布帶等)按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后經(jīng)過固化、脫模等工序獲得制品。其工藝流程方塊圖如圖1所示。具體步驟：

1、根據(jù)制品的規(guī)格和要求，制造或選擇芯模，涂脫模劑，安裝；

2、膠液的配制∶環(huán)氧樹脂(e51)∶甲基四氫苯酐∶二甲胺＝100∶80∶0.5(重量比)；

3、膠粘劑的配制：選用的膠粘劑是紅星牌全透明509膠水，該膠粘劑由甲、乙兩種組分組成，使用時按一定的比例進(jìn)行配制；

4、將銅箔浸漬配制好的膠粘劑，并停留在空氣中2-4個小時，使膠粘劑部分固化(通常稱半固化)，即膠粘劑不流掛，不粘手；

5、啟動玻璃纖維控制系統(tǒng)，使玻璃纖維經(jīng)過浸膠槽，調(diào)節(jié)纖維速度，讓膠液浸透纖維，一般控制在40-60米/分鐘；

6、按照客戶的要求，在芯模上纏繞一定的厚度纖維時，再把已半固化的銅箔按要求鋪設(shè)在玻璃纖維上，再繼續(xù)纏繞，直至所要求的厚度；

7、固化工藝：纏繞成型的玻璃鋼筒體要放入烘爐加熱進(jìn)行固化，一般由室溫慢慢升到指定溫度停止加熱，進(jìn)行保溫。由于產(chǎn)品的大小和壁厚都不完全一樣，因此，固化溫度和固化時間都不一樣。一般溫度控制在150～210℃范圍內(nèi)，固化時間在1.5～2.5小時之間；

8、脫模工藝：與普通纏繞制品脫模一樣，通常采用頂出法脫模；

9、后處理工藝：采用打磨工藝對制品進(jìn)行表面加工處理。

本發(fā)明的第二方面，提供一種具有屏蔽功能的絕緣筒，采用以上任一生產(chǎn)方法制備得到。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明是在變壓器普遍使用的絕緣筒的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該絕緣筒 以環(huán)氧樹脂為基體，玻璃纖維增強(qiáng)，采用纏繞成型工藝和專用的膠粘劑，使銅箔方便地與玻璃鋼有機(jī)結(jié)合，使玻璃鋼筒具有絕緣和屏蔽兩種功能，滿足了變壓器制造要求，經(jīng)高低溫試驗(yàn)，銅箔不起泡，不松動，玻璃鋼筒的絕緣性能和屏蔽性能沒有變化，質(zhì)量穩(wěn)定，完全達(dá)到與h級變壓器配套的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的具有屏蔽功能絕緣筒的生產(chǎn)方法的工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明制備的具有屏蔽功能的絕緣筒的成品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

生產(chǎn)具有屏蔽功能的絕緣筒的工藝流程，下面以生產(chǎn)直徑500mm具有屏蔽功能絕緣筒為例：

1、在選好的芯模上脫模劑295-3硅酯(生產(chǎn)廠家：上海樹脂廠有限公司)并安裝；

2、分別稱取環(huán)氧樹脂(e51)50公斤、甲基四氫苯胺40公斤、二甲胺0.25公斤放入配料釜，開啟攪拌，攪拌10分鐘，放入浸膠槽；

3、取509膠水甲組分2公斤，乙組分1公斤放入大盤容器，用刮刀進(jìn)行調(diào)和約10分鐘，然后將裁剪好的銅箔浸在盤內(nèi)膠水中約2分鐘，再慢慢地將銅箔從膠水中拖出掛起來。約2小時，銅箔膠水有些固化，不流掛了，可將銅箔按要求鋪設(shè)在纏繞玻纖的筒體上；

4、調(diào)節(jié)玻纖運(yùn)轉(zhuǎn)速度為每分鐘45米，使玻纖經(jīng)過膠液槽中的膠液；

5、按一定的纏繞規(guī)律，當(dāng)芯模上纏繞的玻纖約1mm厚度時，暫停車，把半固化的銅箔鋪設(shè)好，并適當(dāng)固定，然后繼續(xù)纏繞，直到玻璃鋼筒體壁厚達(dá)5mm停止；

6、將纏繞好的制品放入烘爐中，進(jìn)行樹脂固化，溫度控制180℃，保溫2小時，當(dāng)溫度冷卻到50～60℃時，將制品取出；

7、對制品進(jìn)行脫模和打磨后處理。

采用上述同樣的膠液配方和生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)不同直徑規(guī)格的具有屏蔽功能絕緣筒，經(jīng)測試，其主要性能參數(shù)如下：

檢測方法：gb/t23100-2008

銅箔的鋪設(shè)是按變壓器制造單位設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，產(chǎn)品的屏蔽效能符合要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。