一种智能光纤芯棒成型模具的制作方法

本实用新型属于输变电技术领域，涉及一种光纤芯棒成型模具。

背景技术：

随着经济的快速发展，我国市场对电力资源的需求也逐年升高。同时，随着经济的发展与用电负荷的增加，现有电压水平下各区域电网的短路电流超标问题日益凸显，危及电网的安全稳定运行。因此，在超高压输电工程广泛应用的基础上，我国的特高压输电技术也蓬勃发展起来，技术逐渐成熟，在大规模远距离输电方面大放异彩。

而在超/特高压变电站及换流站中，大量使用的支柱绝缘子是电力输送过程中至关重要的零部件，其机械、电气性能对于减少污闪等事故发生，保障能源输送安全稳定进行具有重要作用。之前超/特高压电站广泛使用的支柱绝缘子是瓷绝缘子，电瓷是无机绝缘材料，耐候性、抗老化性能好，而且有足够的电气和机械强度。运行经验表明，瓷支柱绝缘子的性能稳定可靠，但其耐污性能差，强度分散性大，容易产生脆断现象。随着电力系统的发展，传统瓷绝缘子已很难兼顾电气强度、机械强度以及恶劣运行环境等多方面的要求。

目前电站支柱复合绝缘子由于自身防污闪能力、抗震性能优良等特点已广泛应用于电站各类设备或母线支撑等。

但目前电站支柱复合绝缘子最大的问题在于高抗弯型芯棒的制造困难，同时缺乏芯棒及复合绝缘子长期运行下内部是否安全的监测手段。

由此，智能芯棒的设计研发显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决智能光纤芯棒在成型过程中，由于普通芯棒的分布式排列的固定困难的问题，而提供一种智能光纤芯棒成型模具，可高效生产高抗弯型芯棒。

本实用新型的技术方案是：一种智能光纤芯棒成型模具，包括筒体，筒体左端开口处密封装有左法兰盘，筒体右端开口处密封装有右法兰盘，左法兰盘内面装有左支撑盘，右法兰盘内面装有右支撑盘，左支撑盘、右支撑盘中部均设有一个光纤孔，左支撑盘上的光纤孔、右支撑盘上的光纤孔一一对应组成一个用于安装光纤两端部的光纤安装孔组；光纤孔周边的左支撑盘、右支撑盘沿径向均设有两圈以上芯棒孔组，每圈芯棒孔组包括三个以上呈圆周阵列分布的芯棒孔，左支撑盘的芯棒孔与右支撑盘的芯棒孔一一对应组成一个用于安装芯棒两端部的安装孔组，各芯棒孔之间的左支撑盘上、右支撑盘上均设有多个挂环孔，挂环装于挂环孔，左支撑盘上的挂环、右支撑盘上的挂环一一对应组成一个用于安装玻璃纤维两端部的挂环组；右法兰盘上设有用于抽真空的通口，左法兰盘上设有用于向筒体内腔加入环氧树脂的灌胶口，通口、灌胶口处装有密封螺栓。

所述筒体外壁左右两端部设有凸缘，左法兰盘颈部套于筒体左端开口外壁，右法兰盘颈部套于筒体右端开口外壁，用于固定左/右法兰盘的丝杆一端与左/右法兰盘盘面上的螺纹孔连接，丝杆另一端经螺母固定于凸缘的装配孔处。

套于凸缘、左/右法兰盘颈部之间的筒体外壁的环形压板上设有与丝杆配合的让位孔，丝杆中部穿过让位孔，环形压板与左/右法兰盘颈部之间的筒体外壁套有密封圈，用于压紧环形压板的压紧螺母装于凸缘与环形压板之间的丝杆上。

筒体左/右端开口内壁设有止口，左/右支撑盘外设有一圈凸起部，环形挡块外缘卡于止口处，环形挡块内缘卡于凸起部处，左/右支撑盘的凸起部经内六角螺栓与环形挡块固定连接。

芯棒孔组的芯棒孔直径从最内圈向最外圈逐渐增大，最内圈的芯棒孔组的芯棒孔直径最小，最外圈的芯棒孔组的芯棒孔直径最大。

玻璃纤维与各芯棒之间间隙空间的布置比例为1：3。

左支撑盘上的光纤孔、右支撑盘上的光纤孔设有挂环，光纤、玻璃纤维经挂钩装于挂环处。

一种智能光纤芯棒成型工艺，包括以下步骤：

1）光纤、玻璃纤维、普通芯棒穿装于左/右支撑盘上，然后将其穿到筒体中，之后将左/右支撑盘移动到筒体端面，光纤两端经挂钩压紧固定于左/右支撑盘中部的光纤孔内的挂环上，玻璃纤维两端经挂钩装于各芯棒孔之间的左/右支撑盘盘面上的挂环上；

2）用内六角螺栓将环形挡块与左/右支撑盘固定起来，将两个环形压块分别套在筒体外壁两端，再将两个密封圈套在筒体上，左/右法兰盘上有丝杆，丝杆经螺母固定连接在筒体上，左/右法兰盘颈部端面与筒体端面贴合，环形压板经压紧螺母固定连接于丝杆上，环形压板与左/右法兰盘相互挤压密封圈形成密封筒体；

3）左/右法兰盘底部有灌胶口、用于抽真空的通口，密封螺栓装于灌胶口、用于抽真空的通口处，将密封螺栓拧下，从右法兰盘通口处将筒体抽真空，左法兰盘灌胶口接入软管吸入环氧树脂，灌胶时时将筒体竖立，抽真空的通孔在上，灌胶口在下，筒体抽成真空后，通过空气压强自动吸入环氧树脂，完成灌胶后将密封螺栓拧上形成预制智能芯棒，而后加热预制智能芯棒，固化成型智能芯棒。

加热过程为：90℃加热2小时，130℃加热3小时、150℃加热2小时，自然冷却至室温。

用烘箱加热预制智能芯棒，将烘箱加热至90℃，然后保持90℃两个小时，之后再升温至130℃，保持130℃不变三个小时，之后再升温至150℃，保持两个小时，而后自然冷却至室温。

本实用新型采用环氧树脂和玻璃纤维以及光纤等组成的组合芯棒，抗弯强度强，本实用新型在挂网运行时，由于承受变应力，温度变化，还有强风暴雨等自然灾害的影响，进而发生一些机械方面和电气方面的损坏的因素，在光纤两端接入通信装置可以实时监测复合绝缘子的工况，温度，变应力等以及自身状态，信号装置收集的数据经后台数据处理中心通过无线网络进行访问并记录，对复合绝缘子运行故障原因的分析，提供了良好的数据支撑。

本实用新型生产高抗弯型芯棒保证了供电的可靠性，保证了线路安全稳定运行。本实用新型将促进超/特高压电站支柱复合绝缘子在电力领域的规模化应用，有助于满足国家重大工程需求，取得良好的社会效益。智能芯棒的成型设计、选材和制造工艺研发，解决其结构设计、材料配方、成型工艺和光纤植入等关键技术问题，对于满足国家特高压输电重大工程需求具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型智能光纤芯棒成型模具的结构示意图；

图2为图1的a部放大图；

图3为右支撑盘的结构示意图。

具体实施方式

图1、2、3中，筒体1的两端设有左法兰盘、右法兰盘2，左/右法兰盘的内部紧贴着环形挡块3与左/右支撑盘，环形挡块3与左/右支撑盘、筒体1由内六角螺栓4相互连接形成定位，光纤15两端经挂钩11压紧固定于左/右支撑盘中部的光纤孔内的挂环5上，芯棒14两端插装于左/右支撑盘的芯棒孔处，玻璃纤维12两端经挂钩11装于各芯棒孔之间的左/右支撑盘盘面上的挂环5上，在将两端挂在左/右支撑盘的内部挂环5，然后拉伸至筒体两端，有环形挡块3固定定位。

一种智能光纤芯棒成型工艺，包括以下步骤：

1）光纤15、玻璃纤维12、普通芯棒14穿装于左/右支撑盘上，然后将其穿到筒体1中，之后将左/右支撑盘移动到筒体1端面，光纤15两端经挂钩11压紧固定于左/右支撑盘中部的光纤孔内的挂环5上，玻璃纤维12两端经挂钩11装于各芯棒孔之间的左/右支撑盘盘面上的挂环5上；

2）用内六角螺栓4将环形挡块3与左/右支撑盘固定起来，将两个环形压块8分别套在筒体1外壁两端，再将两个密封圈7套在筒体1上，左/右法兰盘上有丝杆9，丝杆9经螺母固定连接在筒体1上，左/右法兰盘颈部端面与筒体1端面贴合，环形压板8经压紧螺母10固定连接于丝杆9上，环形压板8与左/右法兰盘相互挤压密封圈7形成密封筒体1；

3）左/右法兰盘底部有灌胶口16、用于抽真空的通口，密封螺栓17装于灌胶口16、用于抽真空的通口处，将密封螺栓17拧下，从右法兰盘2通口处将筒体抽真空，左法兰盘灌胶口16接入软管吸入环氧树脂13，灌胶时时将筒体竖立，抽真空的通孔在上，灌胶口在下，筒体抽成真空后，通过空气压强自动吸入环氧树脂，完成灌胶后将密封螺栓17拧上形成预制智能芯棒，而后加热预制智能芯棒，固化成型智能芯棒。具体加热过程为，将烘箱加热至90℃，然后保持90℃两个小时，之后再升温至130℃，保持130℃不变三个小时，之后再升温至150℃，保持两个小时，而后自然冷却至室温。