實(shí)心芯棒及包含其的絕緣子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)心芯棒，尤其是一種復(fù)合支柱絕緣子用實(shí)心芯棒，以及采用了該實(shí)心芯棒的絕緣子。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著特高壓線路在我國(guó)逐年增多，輸變電用支柱絕緣子的用量也隨之增加。目前，輸變電用的支柱絕緣子包括三種:全瓷型、瓷芯加硅橡膠傘裙型、復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型。全瓷型支柱絕緣子重量重，容易出現(xiàn)斷裂、脆斷，電壓等級(jí)高后長(zhǎng)度加大。瓷芯加硅橡膠傘裙型的支柱絕緣子則存在外傘裙硅橡膠材料與陶瓷芯棒粘接不牢，產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品的電氣性能和壽命。隨著輸變電電壓等級(jí)的提高，復(fù)合材料芯棒外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子(以下簡(jiǎn)稱“復(fù)合支柱絕緣子”)的用量占比隨之增大。
[0003]復(fù)合支柱絕緣子的芯棒采用復(fù)合材料制成，由于直徑較大，采用拉擠工藝很難一次拉擠成型。目前芯棒采用較多的一種成型方式是，將各種規(guī)格的小拉擠棒捆綁在一起，進(jìn)行整體灌注，但是此種工藝由于較細(xì)的多只芯棒結(jié)構(gòu)，其粘接層過(guò)多，在芯棒的橫截面積中占據(jù)了較大的面積比例；固化過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生較大而不均的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)力不均導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，因而在實(shí)際使用過(guò)程中很難達(dá)到理想的使用效果。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)CN200810235759.2公開(kāi)了一種特高壓支柱復(fù)合絕緣子用芯棒，所述芯棒由棒芯和纏繞管組成，纏繞管由三個(gè)鋪層組成，每個(gè)鋪層均由內(nèi)層和外層組成，且內(nèi)層的纏繞角度在25°?35°，外層的纏繞角度在55°?65°。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這樣的芯棒僅能滿足常規(guī)的支柱絕緣子的要求，但用于對(duì)彎曲性能等力學(xué)要求高的支柱絕緣子時(shí)存在問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種實(shí)心芯棒，該實(shí)心芯棒能夠滿足彎曲性能要求高的絕緣子，特別是支柱絕緣子使用要求。
[0006]本實(shí)用新型的目的之二在于提供一種包括上述實(shí)心芯棒的絕緣子，所述絕緣子彎曲性能更尚。
[0007]本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒包括內(nèi)芯和至少一個(gè)纏繞層，所述的至少一個(gè)纏繞層纏繞在所述內(nèi)芯的外部;所述纏繞層包括第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為3°?10°，第二纏繞組的纏繞角度為80°?89°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7?9:1?3;所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型所述的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述纏繞層僅由第一纏繞組和第二纏繞組構(gòu)成。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述第一纏繞組的纏繞角度為3°?8°，更優(yōu)選為5°?8° ;所述第二纏繞組的纏繞角度為82°?87°，更優(yōu)選為83°?85°。優(yōu)選地，所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為7.5?8.5:1.5?2.5;根據(jù)本實(shí)用新型一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為8:2。
[0010]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于采用本實(shí)用新型的纏繞層結(jié)構(gòu)，特別是特定的纏繞組的角度和厚度比例，使得芯棒的彎曲性能得到明顯提高。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述第一纏繞組的厚度為4?16mm，所述第二纏繞組的厚度為I?4mm。更優(yōu)選地，所述第一纏繞組的厚度為4.5?15mm，所述第二纏繞組的厚度為I?3.5mm。再優(yōu)選地，所述第一纏繞組的厚度為5?12mm，所述第二纏繞組的厚度為1.25?3mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用本實(shí)用新型的纏繞方式和厚度比例時(shí)，芯棒的彎曲強(qiáng)度明顯提尚。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，每個(gè)纏繞層包含多個(gè)所述第一纏繞組和第二纏繞組，且第一纏繞組和第二纏繞組交替排列，纏繞組的數(shù)量根據(jù)實(shí)心芯棒的實(shí)際需要的厚度確定。優(yōu)選地，每個(gè)纏繞層包含5?12個(gè)第一纏繞組和5?12個(gè)第二纏繞組。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，每個(gè)纏繞層的厚度為35?60mm，優(yōu)選為40?55mm，更優(yōu)選為50?55mm。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型所述的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述至少一個(gè)纏繞層為兩個(gè)以上纏繞層或三個(gè)以上纏繞層。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，所述實(shí)心芯棒僅包括兩個(gè)纏繞層。所述兩個(gè)纏繞層包含的第一纏繞組和第二纏繞組的數(shù)量可以相同或不同，也即每個(gè)纏繞層的厚度不問(wèn)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，所述內(nèi)芯的直徑可以為80?110mm。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)尤其適合大直徑的實(shí)心芯棒，因此，更優(yōu)選地，所述內(nèi)芯(例如拉擠棒)的直徑為100?IlOmm0
[0015]本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒可以包括多個(gè)纏繞層，多個(gè)纏繞層嵌套纏繞在一起。例如，當(dāng)實(shí)心芯棒包括兩個(gè)纏繞層一一第一纏繞層和第二纏繞層，所述的第一纏繞層纏繞在所述內(nèi)芯的外部，所述第二纏繞層纏繞在所述第一纏繞層的外部；當(dāng)所述實(shí)心芯棒包括多于兩個(gè)纏繞層時(shí)，各個(gè)纏繞層之間的位置關(guān)系與此類似。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式，所述實(shí)心芯棒包括內(nèi)芯和兩個(gè)纏繞層，所述內(nèi)芯的直徑為80?110mm，優(yōu)選為100?I 1mm;每個(gè)纏繞層的厚度為35?60mm，優(yōu)選為40?55mm，更優(yōu)選為50?55mm。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述內(nèi)芯采用純拉擠棒或灌注拉擠棒，優(yōu)選為灌注拉擠棒。所述內(nèi)芯的外表面優(yōu)選具有螺紋，以利于纏繞絲與內(nèi)芯的首次纏繞接觸。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述螺紋深度為0.2mm?0.7mm，優(yōu)選為0.3mm?0.6mm，更優(yōu)選為0.5mm ；螺紋螺距為Imm?6mm，優(yōu)選為2mm?4mm，更優(yōu)選為3mm。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述纏繞層的纏繞材料可采用無(wú)堿無(wú)捻纖維+酸酐類環(huán)氧樹(shù)脂體系、無(wú)堿無(wú)硼無(wú)捻纖維+胺類固化環(huán)氧樹(shù)脂體系、無(wú)堿無(wú)捻纖維+胺類固化環(huán)氧樹(shù)脂體系、無(wú)堿無(wú)硼無(wú)捻纖維+酸酐類類環(huán)氧樹(shù)脂體系。優(yōu)選地，所述纏繞層的纏繞材料采用無(wú)堿無(wú)捻纖維+酸酐類環(huán)氧樹(shù)脂體系，或者無(wú)堿無(wú)硼無(wú)捻纖維+酸酐類類環(huán)氧樹(shù)脂體系，更優(yōu)選為無(wú)堿無(wú)硼無(wú)捻纖維+酸酐類類環(huán)氧樹(shù)脂體系。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒，優(yōu)選地，所述內(nèi)芯與所述纏繞層之間設(shè)有第一粘結(jié)層，相鄰的纏繞層之間設(shè)有第二粘結(jié)層，以利于增加內(nèi)芯與纏繞層之間、相鄰的纏繞層之間的結(jié)合性能。所述粘結(jié)層材料為環(huán)氧樹(shù)脂，例如可以采用酸酐固化類環(huán)氧樹(shù)脂體系、胺類固化環(huán)氧樹(shù)脂體系等，優(yōu)選采用酸酐類環(huán)氧樹(shù)脂體系。
[0020]本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒可采用如下方法制造，步驟包括:[0021 ] (I)清潔:對(duì)所述內(nèi)芯的外表面進(jìn)行清潔處理；
[0022](2)形成纏繞層:將樹(shù)脂涂覆在清潔后的內(nèi)芯的外表面，然后交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，再進(jìn)行固化處理，形成纏繞層。
[0023]當(dāng)本實(shí)用新型的實(shí)心芯棒包括N(> 2)層纏繞層時(shí)，包括如下步驟:
[0024](I)清潔:對(duì)所述內(nèi)芯的外表面進(jìn)行清潔處理；
[0025](2)第一次纏繞:將樹(shù)脂涂覆在清潔后的內(nèi)芯的外表面，然后交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，所述第一纏繞組和第二纏繞組的纏繞角度分別為3°?10°和80°?89°，所述第一纏繞組和第二纏繞組的厚度之比為:3°?10°: 80°?89° = 7?9:1?3，進(jìn)行固化處理，得到第一纏繞層；
[0026](3)第N次纏繞:將前一纏繞層的外表面涂刷樹(shù)脂，交替纏繞第一纏繞組和第二纏繞組，所述第一纏繞組和第二纏繞組的纏繞角度分別為3°?10°和80°?89°，所述第一纏繞組和第二纏繞組的厚度之比為:3°?10°:80°?89° =7?9:1?3，進(jìn)行固化處理，得到第N纏繞層；
[0027](4)加工:按產(chǎn)品要求尺寸進(jìn)行加工處理。
[0028]優(yōu)選地，所述方法還包括對(duì)內(nèi)芯的外表面進(jìn)行車加工處理的步驟，該步驟在步驟
(I)之前。更優(yōu)選地，所述步驟在內(nèi)芯的外表面車加工出螺紋，螺紋深度為0.2mm?0.7mm，優(yōu)選為0.3mm?0.6mm，更優(yōu)選為0.5mm ；螺紋螺距為Imm?6mm，優(yōu)選為2mm?4mm，更優(yōu)選為3mm。
[0029]優(yōu)選地，步驟(I)中，所述清潔是采用酒精擦拭。優(yōu)選地，采用豆包布蘸酒精擦拭2-5次，優(yōu)選為3-4次;每次間隔時(shí)間5-15分鐘，優(yōu)選8-12分鐘。
[0030]優(yōu)選地，步驟(2)和(3)中，所述第一纏繞組的厚度為