220kV环氧型绝缘铜外壳的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气技术领域，设及一种220kV环氧型绝缘铜外壳，特别是一种适用 于电力电缆中间接头的220kV环氧型绝缘铜外壳。
【背景技术】
[0002] 日常生活中，在长距离布线或电力电缆的安装时，通常会采用将两根电力电缆连 接到一起的手段来提高电缆的长度。 阳00引现有技术中，一般采用电力电缆中间接头来实现电力电缆的连接工作，在电力电 缆中间接头外设有铜外壳，W实现电气绝缘。但是，现有的大多数铜外壳结构设计不合理， 材质普通且单一，其电气绝缘效果不理想，降低了电力电缆工作的稳定性和使用寿命。
[0004] 综上所述，为解决现有铜外壳结构上的不足，需要设计一种设计合理、电气绝缘性 能稳定、综合性能好、使用寿命长的220kV环氧型绝缘铜外壳。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、电气绝缘 性能稳定、综合性能好、使用寿命长的220kV环氧型绝缘铜外壳。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种220kV环氧型绝缘铜外壳，包括：
[0007] 左铜管，由连为一体的第一大铜管和第一小铜管构成，所述第一大铜管的直径大 于第一小铜管的直径，所述第一大铜管远离第一小铜管的一端密封安装有左铜套法兰，所 述第一大铜管一侧设有靠近第一小铜管设置的左接线端W及靠近左铜套法兰设置的左灌 胶口；
[0008] 左绝缘层，密封包覆在左铜管的外周侧面上且所述左灌胶口穿过左绝缘层；
[0009] 右铜管，由连为一体的第二大铜管和第二小铜管构成，所述第二大铜管的直径大 于第二小铜管的直径，所述第二大铜管远离第二小铜管的一端密封安装有与左铜套法兰相 对设置的右铜套法兰，所述第二大铜管一侧设有靠近第二小铜管设置的右接线端W及靠近 右铜套法兰设置的右灌胶口，所述右接线端与左接线端同侧设置；
[0010] 右绝缘层，密封包覆在右铜管的外周侧面上且所述右灌胶口穿过右绝缘层；
[0011] 环氧绝缘件，呈环形设置且由环氧树脂材料诱注成型，所述环氧绝缘件设置在左 铜套法兰和右铜套法兰之间且=者密封连接；
[0012] 所述的左绝缘层和右绝缘层均由环氧树脂复合材料制成。
[0013] 在上述220kV环氧型绝缘铜外壳中，所述的环氧树脂复合材料包括如下组分及重 量百分比：
[0014] 环氧树脂：3〇-50wt% ;
[0015] 无碱玻璃纤维：5-10wt% ;
[001 引 纳米訊203:4-6wt% ;
[0017]十漠二苯離（FR-IO) :I-Swt% ; 阳O化]固化剂：l-5wt%;
[0019] 固化剂促进剂：2-5wt%;
[0020] 余量为二氧化娃。
[0021] 本发明220kV环氧型绝缘铜外壳中左绝缘层和右绝缘层均由环氧树脂复合材料 制成，所述的复合材料环氧树脂为基体，同时添加了增强材料无碱玻璃纤维、纳米Sbz化、 FR-10、二氧化娃，环氧树脂基体在复合材料中不仅起包裹增强材料并把它们粘合在一起的 作用，而且具有支撑和稳定又细又长的纤维柱，防止它们相互滑移和磨损的作用。当复合材 料受载时，环氧树脂基体还起到传递载荷和均衡载荷的作用。纤维缠绕复合材料中，纤维承 受着主要载荷，环氧树脂充分发挥纤维的固有潜能，不仅在纵向压缩、横向拉伸与压缩、剪 切等载荷作用下起着重要的作用，还支配着树脂的其他力学性能，如层间剪切强度和模量、 压缩强度及纵向弯曲强度等。运些性能的高低明显影响绝缘层对内、外载荷的承受能力。 纳米訊2〇3与FR-IO配合使用时对环氧树脂具有明显的阻燃协同效应，对环氧树脂固化物阻 燃效果很好，它们的加入抑制了环氧树脂固化物的热分解，提高了其阻燃性。因为纳米粒子 具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等，因此纳米粒子与环氧树脂之间存在较强相互 作用，使玻璃化溫度升高，从而提高体系的耐热性。而随纳米Sbz化用量的增多，环氧树脂 固化物燃烧后残炭量减少，经研究发现，当纳米訊2〇3质量分数为4-6%时，与FR-IO配合使 用对复合材料的阻燃效果最佳，并同时提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等 力学性能。本发明复合树脂中环氧树脂本身具有的高性能，通过与无碱玻璃纤维、二氧化娃 的共同作用得到进一步的提高，提高了环氧树脂复合材料制成的绝缘层的综合性能，尤其 是耐高溫、耐腐蚀、耐福射、耐气候、耐火焰、耐老化等与环境有关的性能，通过复配添加纳 米訊2〇3与FR-10,提高环氧树脂复合材料的阻燃性。因此将用上述复合材料制成的绝缘层 (左绝缘层和右绝缘层）用于220kV环氧型绝缘铜外壳中，可大大提高220kV环氧型绝缘铜 外壳的使用寿命。
[0022] 作为优选，环氧树脂复合材料中所述的环氧树脂为含憐环氧树脂，憐含量为 2-4%。随着憐元素的引入，复合材料的阻燃性能显著增强，还可提高抗弯强度、耐热性能 等。
[0023] 作为优选，环氧树脂复合材料中所述的无碱玻璃纤维为短切玻璃纤维，短切玻璃 纤维的长度为2. 0-5. 0mm，直径为8-12ym。理论上无碱玻纤直径越细，长度越长，增强效果 越好，但是达到某一临界点时，增强效果不增反减。若玻纤直径太细，易被螺杆剪切成细微 粉末，从而失去玻纤的增强作用。若玻纤直径太粗，与树脂的粘接性就差，降低产品的力学 性能。因此，本发明将无碱玻纤的长度和直径控制在上述范围，不仅可W保证无碱玻纤的增 强效果，还可提高纤维与树脂之间的相容性。
[0024] 作为优选，环氧树脂复合材料中所述的二氧化娃为包括二氧化娃颗粒I、二氧化 娃颗粒IIW及二氧化娃颗粒III的混合物，其中二氧化娃颗粒I的尺寸为10-15ym、二氧化 娃颗粒II的尺寸为2-4ymW及二氧化娃颗粒III的尺寸为300-600皿。本发明通过S种尺寸 的颗粒形成级配体系，起到良好的增强作用，同时使得受力冲击时，小颗粒之间相互碰撞的 同时还可W碰撞到大尺寸颗粒，进行多次衰减，从而起到良好的冲击缓冲作用，提高绝缘层 的抗冲击和耐摩擦性能。 阳0巧]进一步优选，在二氧化娃颗粒I、二氧化娃颗粒IIW及二氧化娃颗粒III的混合物 中，所述二氧化娃颗粒I的含量占混合物总质量的10-15%，二氧化娃颗粒II的含量占混合 物总质量的65-85%，余量为二氧化娃颗粒III。二氧化娃颗粒I具有较大尺寸，它的存在是 为了直接应对相对较大的外界应力冲击的，在受到外界直接冲击或者较大应力冲击时，其 可W通过大颗粒在环氧树脂基体内的大阻力的弹性位移和复位，来进行缓冲，从而起到一 次衰减的作用，同时因为具有较大的颗粒尺寸，受阻面积较大，从而可W通过较小的弹性位 移即可形成足够的衰减，避免发生破坏性的撕裂，当然同样因其具有较大的尺寸，生产使用 时的添加量需要适当控制，避免过量添加致使在树脂中的结合不够牢靠，而会影响复合材 料混合性能和整体强度。而二氧化娃颗粒III具有较小的颗粒尺寸，其使用时极易发生堆积 或者结块，而在整体结构中分布不均匀，从而影响材料的整体性能和质量。
[00%] 进一步优选，所述的二氧化娃颗粒I或二氧化娃颗粒III具有多孔结构。当二氧化 娃颗粒I具有多孔结构时，其孔直径为60-100nm，比表面积为60-80m2/g。二氧化娃颗粒I较大的多孔中渗透入弹性体分枝，在形成立体网状连接体系增强机械性能的同事，还可W 在较大的应力冲击下，依托多孔结构进行自身破碎，释放过大的应力，同时通过弹性体的弹 性恢复进行缓冲，恢复破碎颗粒的位置形成下一级的颗粒，从而降低二氧化娃颗粒I破碎 时对机械性能的影响且不易在体系内部形成破坏力较强的独立碎片，从而实现高效应力衰 减的目的。当二氧化娃颗粒III具有多孔结构时，其孔直径为2-5皿，比表面积为200-300m7 g。二氧化娃颗粒III借助其本身的细微结构和其微孔表层部位对应力的变向、衰减等，缓冲 消除使用中存在的微弱应力。
[0027] 作为优选，环氧树脂复合材料中所述的固化剂为=乙締四