一种盆式绝缘子浇注装置及其浇注方法与流程

本发明属于电气工程领域，特别是涉及一种盆式绝缘子浇注装置及其浇注方法。

背景技术：

气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated switchgear，GIS)因其具有占地面积小、维修周期长、不受外界环境干扰及可靠性高等优点，广泛应用于超高压及特高压领域。盆式绝缘子使用量大、使用范围广，主要起到支撑、分隔气室，分隔高压导体和接地壳体等多种功能，是GIS设备重要的组成部分。

GIS内部的盆式绝缘子浇注过程是在高真空环境下进行的，但是若制造工艺不良或少量空气混入浇注腔体，就可能造成浇注的绝缘子中存在气泡缺陷。根据三电容模型可知，在高压交流电压作用下，气泡可以被视为小电容，由于空气的相对介电常数较小，气泡形成的小电容将分得更高的电压。由于空气放电电压较小，气泡缺陷的存在将导致盆式绝缘子内部产生局部放电，对绝缘产生电气及物理上的破坏，最终导致绝缘失效而形成事故，危及电力系统安全可靠运行。

专利文献CN101950641 A公开的一种盘式绝缘子的制备方法包括如下步骤：(1)原料配方：环氧树脂10～15千克、低收缩剂6～8千克、抑制剂58～62克、叔丁酯250～280克、红颜料160～170克、活性钙1～2.5千克、脱模剂600～680克、氢氧化钙100～120克、400目重钙4～6千克、氢氧化铝粉20～28千克、玻璃纤维9～15千克，备用；所述脱模剂为硬脂酸锌；所述抑制剂为硼酸或马来酸；(2)将环氧树脂、低收缩剂、抑制剂、叔丁酯、红颜料、活性钙、脱模剂、氢氧化钙按照上述配方加入至容器中混合，然后搅拌10～15分钟得到混合物；(3)在所述容器中再加入400目重钙和氢氧化铝粉，继续搅拌10～15分钟；(4)再往所述容器中加入玻璃纤维后搅拌8～9分钟得到混合物料；(5)将步骤(4)得到的混合物料放置12～48小时；(6)在成型模具中浇注步骤(5)中放置后的混合物料，即得所述盘式绝缘子。该专利原料易取得，工艺简单，生产成本低，但该专利无法减少绝缘子内部气泡的导致局部放电故障。

专利文献CN105513723公开的盆式绝缘子的制造工艺包括以下步骤：步骤1：将中心导体机加工一次连续成型，加工完成后用有机溶剂进行超声波清洗，去除表面油污和金属粉末，再进行烘干；步骤2：烘干完成的中心导体对外圆柱面进行喷砂处理，喷砂完成后用有机溶剂进行超声波清洗，去除表面油污和金属粉末，再进行烘干；步骤3：烘干完成的中心导体对外圆柱面涂覆环氧基树脂粘结剂，涂覆完成后开始装入浇注模具预热；步骤4：将树脂、填料和固化剂称重处理后进行真空混料；步骤5：完成混料后将料浇注到模具中，加温加压，进行一次固化；步骤6：一次固化完成后脱模，再进行第二次固化。该专利提升了盆式绝缘子的水压强度，但该专利无法减少绝缘子内部气泡的导致局部放电故障。

专利CN104867635 A公开的一种环氧树脂真空浸渍玻璃纤维空心复合绝缘子的加工方法包括如下步骤：(1)将干燥处理后的纱进行缠绕在模芯上；(2)用型腔模具将步骤(1)制得的整个缠绕体包裹后放入到真空浸渍固化罐体中整体预热到50-60℃；(3)将环氧树脂和固化剂进行预处理后按照重量比为90：(65-85)的比例混合后对步骤(2)中预热后的缠绕体进行浇注；(4)浇注完成后进行固化、脱模；脱模后进行机加工成环氧管；(5)将成型后的环氧管套上模具在环氧管表面注射硅橡胶，硅橡胶伞裙硫化成型后胶装上下法兰即可。该专利实现在净化车间、密闭、数控条件进行生产控制，但该专利无法减少绝缘子内部气泡的导致局部放电故障。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，有必要就降低盆式绝缘子内部气泡对浇注质量的影响，对绝缘子的制造方法进行改进，提供一种盆式绝缘子的浇注装置及其浇注方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

根据本发明的一方面，一种盆式绝缘子浇注装置包括用于模制盆式绝缘子的盆式绝缘子浇注腔体、用于浇注盆式绝缘子浇注腔体的浇注设备、高绝缘气体气源、第一真空泵和第二真空泵，浇注腔体一端气密性连通所述浇注设备，另一端经由用于控制所述浇注腔体气体流通的第一阀连通第一通道、第二通道和第三通道，其中，第一通道包括所述浇注腔体、第一阀、用于控制第一通道气体流通的第二阀和用于排出所述浇注腔体内空气的第一真空泵，第二通道包括所述浇注腔体、第一阀、用于控制第二通道气体流通的第三阀和所述高绝缘气体气源，第三通道包括所述浇注腔体、第一阀、用于控制第三通道气体流通的第四阀和用于排出所述浇注腔体内高绝缘气体的第二真空泵。

优选地，第三通道包括所述浇注腔体、第一阀、用于控制第三通道气体流通的第四阀、用于排出所述浇注腔体内高绝缘气体的第二真空泵、第五阀和高绝缘气体回收罐。

优选地，所述高绝缘气体回收罐经由高绝缘气体提纯设备连接所述高绝缘气体气源。

优选地，所述浇注腔体设有用于测量气压的压力传感器。

优选地，高绝缘气体为SF6气体。

优选地，第二通道内的气压为0.3～0.4MPa。

优选地，所述盆式绝缘子浇注装置包括用于控制浇注的控制单元，所述控制单元电连接压力传感器、第一、第二、第三和第四阀、第一和第二真空泵以控制第一、第二和第三通道的通断和气压。

优选地，所述控制单元为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路，所述控制单元包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

优选地，所述浇注设备为环氧树脂浇注设备。

根据本发明的另一方面，一种利用所述的盆式绝缘子浇注装置的浇注方法包括以下步骤。

第一步骤中，开启第一通道，打开第一阀和第二阀，利用第一真空泵对浇注腔体抽真空处理以尽量减少所述浇注腔体内的残余空气。

第二步骤中，开启第二通道，关闭第二阀，开启第三阀，将高绝缘气体气源的高绝缘气体充入浇注腔体。

第三步骤中，开启第三通道，关闭第三阀，开启第四阀，利用第二真空泵对浇注腔体抽真空处理以尽量减少所述浇注腔体内的残余高绝缘气体。

第四步骤中，进行浇注，关闭第一阀和第四阀，利用浇注设备对浇注腔体进行浇注。

第五步骤中，气泡处理，在盆式绝缘子尚未凝固时，开启第一阀和第三阀，将高绝缘气体气源的高绝缘气体充入浇注腔体。

本发明主要考虑到选用绝缘性能优于空气的气体，如SF6，置换浇注腔体内的空气，再次抽真空后形成稀薄的高绝缘性能气体氛围。即使形成气泡，也能改善其的放电电压，减少绝缘子内部局部放电。以SF6为例，均匀电场中SF6的介电强度约为空气的3倍，利用SF6优良的耐电特性改善绝缘子内气泡放电的起始电压，有助于降低局部放电，且提升其放电电压；即使使用此方法在浇注过程中混入少量空气，SF6/空气混合气体的介电强度相对空气也更加优良，对于减少绝缘子内部局部放电有利。

盆式绝缘子的浇注方法在绝缘子浇注完毕后，利用高压强SF6气体氛围对绝缘子进行压实，进一步减少气泡大小，并且提升气泡内部的SF6气压，增强气泡的介电强度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的气路示意图；

图4是根据本发明一个实施例的利用盆式绝缘子浇注装置的浇注方法的步骤示意图；

图5是根据本发明一个实施例的利用盆式绝缘子浇注装置的浇注方法的流程示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明的一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种盆式绝缘子浇注装置，盆式绝缘子浇注装置包括用于模制盆式绝缘子的盆式绝缘子浇注腔体1、用于浇注盆式绝缘子浇注腔体1的浇注设备2、高绝缘气体气源3、第一真空泵4和第二真空泵5，浇注腔体1一端气密性连通所述浇注设备2，另一端经由用于控制所述浇注腔体气体流通的第一阀6连通第一通道、第二通道和第三通道，其中，第一通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第一通道气体流通的第二阀7和用于排出所述浇注腔体1内空气的第一真空泵4，第二通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第二通道气体流通的第三阀8和所述高绝缘气体气源3，第三通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第三通道气体流通的第四阀9和用于排出所述浇注腔体1内高绝缘气体的第二真空泵5。

图2为本发明的另一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的结构示意图，盆式绝缘子浇注装置包括用于模制盆式绝缘子的盆式绝缘子浇注腔体1、用于浇注盆式绝缘子浇注腔体1的浇注设备2、高绝缘气体气源3、第一真空泵4和第二真空泵5，浇注腔体1一端气密性连通所述浇注设备2，另一端经由用于控制所述浇注腔体气体流通的第一阀6连通第一通道、第二通道和第三通道，其中，第一通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第一通道气体流通的第二阀7和用于排出所述浇注腔体1内空气的第一真空泵4，第二通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第二通道气体流通的第三阀8和所述高绝缘气体气源3，第三通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第三通道气体流通的第四阀9、用于排出所述浇注腔体1内高绝缘气体的第二真空泵5、第五阀10和高绝缘气体回收罐11。

在一个实施例中，所述高绝缘气体回收罐11经由高绝缘气体提纯设备连接所述高绝缘气体气源3。

在一个实施例中，所述浇注腔体1设有用于测量气压的压力传感器。

在一个实施例中，高绝缘气体为SF6气体。

在一个实施例中，第二通道内的气压为0.3～0.4MPa，置换器壁吸附的空气。

在一个实施例中，所述盆式绝缘子浇注装置包括用于控制浇注的控制单元12，所述控制单元12电连接压力传感器、第一、第二、第三和第四阀6、7、8、9、第一和第二真空泵4、5以控制第一、第二和第三通道的通断和气压。

在一个实施例中，所述控制单元12为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路，所述控制单元12包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

在一个实施例中，：所述浇注设备2为环氧树脂浇注设备。

图3是根据本发明一个实施例的盆式绝缘子浇注装置的气路示意图，第一通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第一通道气体流通的第二阀7和用于排出所述浇注腔体1内空气的第一真空泵4，第二通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第二通道气体流通的第三阀8和所述高绝缘气体气源3，第三通道包括所述浇注腔体1、第一阀6、用于控制第三通道气体流通的第四阀9、用于排出所述浇注腔体1内高绝缘气体的第二真空泵5、第五阀10和高绝缘气体回收罐11。

图4是根据本发明一个实施例的利用盆式绝缘子浇注装置的浇注方法的步骤示意图，利用所述的盆式绝缘子浇注装置的浇注方法包括以下步骤：

第一步骤S1中，开启第一通道，打开第一阀6和第二阀7，利用第一真空泵4对浇注腔体1抽真空处理以尽量减少所述浇注腔体1内的残余空气。

第二步骤S2中，开启第二通道，关闭第二阀7，开启第三阀8，将高绝缘气体气源3的高绝缘气体充入浇注腔体1。

第三步骤S3中，开启第三通道，关闭第三阀8，开启第四阀9，利用第二真空泵5对浇注腔体1抽真空处理以尽量减少所述浇注腔体1内的残余高绝缘气体。

第四步骤S4中，进行浇注，关闭第一阀6和第四阀9，利用浇注设备2对浇注腔体1进行浇注。

第五步骤S5中，气泡处理，在盆式绝缘子尚未凝固时，开启第一阀6和第三阀8，将高绝缘气体气源3的高绝缘气体充入浇注腔体1。

为了进一步理解发明，以高绝缘气体为SF6气体作为例子，如图5所示的根据本发明一个实施例的利用盆式绝缘子浇注装置的浇注方法的流程示意图，打开第一阀6、第二阀7，利用第一真空泵4对如盆式绝缘子的模具内部的浇注腔体1进行抽真空处理，尽可能减少模具内的残余空气。

关闭第二阀7，打开第三阀8，将SF6纯气充入如模具内部的浇注腔体1，使浇注腔体1处于0.3～0.4MPa压强的SF6氛围中，置换器壁吸附的空气。

关闭第三阀8，打开第四阀9、第五阀10，再次进行抽真空处理，尽可能减少模具内部残余的SF6气体，或使罐体中仅存在极其稀薄的SF6气体，并将之前充入模具的SF6进行回收和净化处理。

关闭第一阀6、第四阀9和第五阀10，进行盆式绝缘子的浇注。

在盆式绝缘子尚未凝固时，打开第一阀6和第三阀8，向浇注腔体1充入高压强的SF6气体，将盆式绝缘子件再次压实，减小浇注过程中形成的气泡。

进一步地，将成型的盆式绝缘子进行烘焙等后续工艺处理。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。