固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺的制作方法

本发明涉及固体绝缘开关柜产品技术领域，尤其涉及一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺。

背景技术：

目前在电力传输领域中固体绝缘环网柜，是采用固体绝缘材料作为主绝缘介质的环网柜，将真空灭弧室及其导电连接、隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等主导电回路单一或组合后用固体绝缘介质包覆封装为一个或几个具有一定功能、可再次组合或扩展的具备全绝缘、全密封性能的模块，人可触及的模块表面涂覆有导电或半导电屏蔽层并可直接靠可接地的环网柜。优点主要包括，产品与环境和谐，主回路采用固体材料进行绝缘，隔离接地三工位开关采用固体绝缘或空气绝缘后，整柜不使用sf6气体，不产生温升气体、不破坏臭氧层，高性能环氧树脂材料的应用，可以使主回路结构更加简化，实现小型、轻量化，简易化的操作机构设计及产品模块化设计，零件数量少，生命周期内取消气体压力监视，减少维护量，甚至免维护。

环氧树脂应用于有电工领域有良好的粘接性、机械强度高，电气绝缘性能优良的特点，所以大多采用环氧树脂对真空灭弧室apg浇注固封式、采用强制绝缘的方式。但单纯采用环氧树脂的缺点也相当明显，比如脆性大、抗开裂性能差、不能完全绝缘、容易产生电弧、。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在脆性大、抗开裂性能差、不能完全绝缘、容易产生电弧的问题，本发明提供了一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺。

一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺，其特征在于，包括如下步骤：

s1、组装：将三相真空灭弧室及其对应的导电连接、隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等主导电回路分别组装好；

s2、包覆封装：用固体绝缘介质将组装好的三相灭弧室及其对应的导电件包覆封装成一个绝缘箱壳体；

s3、压制：对压制模具进行预热，预热完成后利用压制模具对绝缘箱壳体的表面进行压制，压制完成后对绝缘箱进行冷却脱模；

s4、绝缘箱表面预处理：采用水基生物降解清洁剂清除绝缘箱表面的油、水、脂、盐等，再用喷砂或者砂纸打磨对绝缘箱表面进行除锈处理；

s5、浸泡硅烷偶联剂：配制稀释的硅烷偶联剂溶液，将绝缘箱浸泡于硅烷偶联剂溶液中，然后取出晾干；

s6、喷涂第一层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第一层涂料层；

s7、喷涂第二层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面再喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第二层涂料层；

s8、喷涂面漆层：向第二层环氧树脂涂料层上再喷涂聚四氟乙烯涂料，高温固化，形成面漆层。

在本发明一优选实施例中，s2步骤中固体绝缘材质是环氧树脂。

在本发明一优选实施例中，s2步骤中包覆封装之前在真空灭弧室表面硫化一层硅橡胶。

在本发明一优选实施例中，所述压制模具的材质为3mm厚不锈钢板。

在本发明一优选实施例中，所述压制模具的内腔的形状与绝缘箱壳体的外形相对应。

在本发明一优选实施例中，所述硅烷偶联剂溶液的配制方法为，将硅烷、水和醇按照体积比为(5-10)：(3-6)：(85-92)混合均匀后，用氨水调节溶液ph为7.5-8.5。

在本发明一优选实施例中，所述环氧树脂涂料包括环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米氧化锆、石棉、分散剂、固化剂和溶剂。

在本发明一优选实施例中，所述环氧树脂涂料中各组分的重量份数为：环氧树脂100份、聚四氟乙烯36-50份、聚乙烯醇缩丁醛16-20份、纳米氧化锆12-16份、石棉16-24份、固化剂20-30份、分散剂10-20份、溶剂20-40份。

在本发明一优选实施例中，所述固化剂为含氟环氧固化剂，所述分散剂为不饱和多元胺和酸性聚酯盐的混合溶液和碳酸钙，所述溶剂为双丙酮醇与乙二醇乙醚按体积比1:1混合。

在本发明一优选实施例中，所述聚四氟乙烯涂料中包括聚四氟乙烯、不燃性成膜物质、氯化钠、磷酸铵、硼酸铵以及石英粉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过硅烷偶联剂将绝缘箱壳体表面与环氧树脂涂料紧固结合，绝缘箱壳体基材、偶联剂和环氧树脂涂料涂层均通过化学键结合，极大的提高了环氧树脂涂料涂层的附着力，避免涂料开裂造成绝缘箱漏电、产生电弧等；

(2)通过硅烷和混合溶剂的比例调配，以及调控溶液的ph，使所述硅烷偶联剂的水解速度适宜，避免硅烷偶联剂水解过快，导致的偶联剂在绝缘箱壳体表面分布不均匀，也避免硅烷偶联剂水解过慢，导致整个绝缘箱涂覆工艺效率低；

(3)通过少量纳米氧化锆的加入，能够与环氧树脂键合，形成一均相复合的网络型纳米涂料，有效防止腐蚀介质的渗透，使绝缘箱具有更优异的耐蚀性和耐磨性，还增加了环氧树脂涂料与绝缘箱表面的结合强度，避免环氧树脂涂料开裂变脆造成的绝缘箱漏电、产生电弧等；

(4)聚乙烯醇缩丁醛添加到环氧树脂涂料中，能够有效的提升环氧树脂涂层的防腐、防水、防寒的效果，使得绝缘箱更不易开裂生锈；

(5)添加石棉能够更好的提升绝缘箱的隔热防火效果，同时也能够降低绝缘箱工作时产生的噪音；

(6)增加聚四氟乙烯面漆层，由于聚四氟乙烯具有良好的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、电绝缘性以及良好的抗老化性，能够有效降低绝缘箱在恶劣环境中被腐蚀的几率，使得绝缘箱壳体表面的漆能够被使用更长的时间；

(7)聚四氟乙烯面漆层中添加不燃性成膜物质、氯化钠、磷酸铵、硼酸铵以及石英粉，可以有效提高防火耐热的性能。

附图说明

图1是本发明一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺一优选实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

请参看图1，是本发明一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺一优选实施例的流程图，包括如下步骤：

s1、组装：将三相真空灭弧室及其对应的导电连接、隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等主导电回路分别组装好；

s2、包覆封装：用固体绝缘介质将组装好的三相灭弧室及其对应的导电件包覆封装成一个绝缘箱壳体；

s3、压制：对压制模具进行预热，预热完成后利用压制模具对绝缘箱壳体的表面进行压制，压制完成后对绝缘箱进行冷却脱模；

s4、绝缘箱表面预处理：采用水基生物降解清洁剂清除绝缘箱表面的油、水、脂、盐等，再用喷砂或者砂纸打磨对绝缘箱表面进行除锈处理；

s5、浸泡硅烷偶联剂：配制稀释的硅烷偶联剂溶液，将绝缘箱浸泡于硅烷偶联剂溶液中，然后取出晾干；

s6、喷涂第一层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第一层涂料层；

s7、喷涂第二层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面再喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第二层涂料层；

s8、喷涂面漆层：向第二层环氧树脂涂料层上再喷涂聚四氟乙烯涂料，高温固化，形成面漆层。

在本实施例中，s2步骤中固体绝缘材质是环氧树脂。

在本实施例中，s2步骤中包覆封装之前在真空灭弧室表面硫化一层硅橡胶，提高绝缘箱内部的绝缘性能。

在本实施例中，所述压制模具的材质为3mm厚不锈钢板。

在本实施例中，所述压制模具的内腔的形状与绝缘箱壳体的外形相对应。

在本实施例中，通过硅烷偶联剂将绝缘箱壳体表面与环氧树脂涂料紧固结合，绝缘箱壳体基材、偶联剂和环氧树脂涂料涂层均通过化学键结合，极大的提高了环氧树脂涂料涂层的附着力，避免环氧树脂涂料开裂造成的绝缘箱漏电、产生电弧等。

进一步的，所述硅烷偶联剂溶液的配制方法为，将硅烷、水和醇按照体积比为8：5：87混合均匀后，用氨水调节溶液ph为7.5。通过硅烷和混合溶剂的比例调配，以及调控溶液的ph，使所述硅烷偶联剂的水解速度适宜，避免硅烷偶联剂水解过快，导致的偶联剂在绝缘箱壳体表面分布不均匀，也避免硅烷偶联剂水解过慢，导致整个绝缘箱涂覆工艺效率低。

更进一步的，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷、环氧硅烷或者巯基硅烷的任意一种。这几种硅烷偶联剂能够与环氧树脂涂料有效结合，增加环氧树脂涂料在绝缘箱壳体表面的附着力。

在本实施例中，所述环氧树脂涂料包括环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米氧化锆、石棉、分散剂、固化剂和溶剂。

进一步的，由于聚四氟乙烯具有良好的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、电绝缘性以及良好的抗老化性，能够有效降低绝缘箱在恶劣环境中被腐蚀的几率，使得环氧树脂涂料能够被使用更长的时间。

进一步的，聚乙烯醇缩丁醛添加到环氧树脂涂料中，能够有效的提升环氧树脂涂层的防腐、防水、防寒的效果，使得绝缘箱更不易开裂生锈。

进一步的，通过少量纳米氧化锆的加入，能够与环氧树脂键合，形成一均相复合的网络型纳米涂料，有效防止腐蚀介质的渗透，使绝缘箱具有更优异的耐蚀性和耐磨性，还增加了环氧树脂涂料与绝缘箱表面的结合强度，避免环氧树脂涂料开裂变脆造成的绝缘箱漏电、产生电弧等。

进一步的，石棉能够更好的提升绝缘箱的隔热防火效果，同时也能够降低绝缘箱工作时产生的噪音。

在本实施例中，所述固化剂为含氟环氧固化剂。

在本实施例中，所述分散剂为不饱和多元胺和酸性聚酯盐的混合溶液和碳酸钙。

进一步的，不饱和多元胺和酸性聚酯盐的混合溶液和碳酸钙能使环氧树脂、固化剂稳定均匀分散于溶剂中。

在本实施例中，所述溶剂为双丙酮醇与乙二醇乙醚按体积比1:1混合。

进一步的，使用此溶剂，能够降低环氧树脂涂料的粘度，且有效避免喷涂界面气泡的产生，使环氧树脂涂料能均匀喷涂于绝缘箱壳体表面；且在此溶剂条件下，纳米氧化锆能够有效分散，避免了纳米氧化锆的团聚。

在本实施例中，所述环氧树脂涂料中各组分的重量份数为：环氧树脂100份、聚四氟乙烯36份、聚乙烯醇缩丁醛16份、纳米氧化锆12份、石棉16份、固化剂20份、分散剂10份、溶剂20份。

在本实施例中，所述聚四氟乙烯涂料中包括聚四氟乙烯、不燃性成膜物质、氯化钠、磷酸铵、硼酸铵以及石英粉。

进一步的，在聚四氟乙烯涂料中添加不燃性成膜物质、氯化钠、磷酸铵、硼酸铵以及石英粉，可以有效提高防火耐热的性能。

在本实施例中，第一层环氧树脂涂料厚度≥200μm，第二层环氧树脂涂料厚度≥150μm，面漆的厚度大于等于180μm。

实施例2：

本发明一种固体绝缘开关设备绝缘箱涂覆层工艺一优选实施例，包括如下步骤：

s1、组装：将三相真空灭弧室及其对应的导电连接、隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等主导电回路分别组装好；

s2、包覆封装：用固体绝缘介质将组装好的三相灭弧室及其对应的导电件包覆封装成一个绝缘箱壳体；

s3、压制：对压制模具进行预热，预热完成后利用压制模具对绝缘箱壳体的表面进行压制，压制完成后对绝缘箱进行冷却脱模；

s4、绝缘箱表面预处理：采用水基生物降解清洁剂清除绝缘箱表面的油、水、脂、盐等，再用喷砂或者砂纸打磨对绝缘箱表面进行除锈处理；

s5、浸泡硅烷偶联剂：配制稀释的硅烷偶联剂溶液，将绝缘箱浸泡于硅烷偶联剂溶液中，然后取出晾干；

s6、喷涂第一层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第一层涂料层；

s7、喷涂第二层环氧树脂涂料：向绝缘箱表面再喷涂环氧树脂涂料，高温固化，形成第二层涂料层；

s8、喷涂面漆层：向第二层环氧树脂涂料层上再喷涂聚四氟乙烯涂料，高温固化，形成面漆层。

在本实施例中，s2步骤中固体绝缘材质是环氧树脂。

在本实施例中，s2步骤中包覆封装之前在真空灭弧室表面硫化一层硅橡胶。

在本实施例中，所述压制模具的材质为3mm厚不锈钢板。

在本实施例中，所述压制模具的内腔的形状与绝缘箱壳体的外形相对应。

在本实施例中，所述硅烷偶联剂溶液的配制方法为，将硅烷、水和醇按照体积比为7：5：88混合均匀后，用氨水调节溶液ph为8。

在本实施例中，所述环氧树脂涂料包括环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米氧化锆、石棉、分散剂、固化剂和溶剂。

进一步的，所述环氧树脂涂料中各组分的重量份数为：环氧树脂100份、聚四氟乙烯50份、聚乙烯醇缩丁醛20份、纳米氧化锆16份、石棉24份、固化剂30份、分散剂20份、溶剂40份。

在本实施例中，所述固化剂为含氟环氧固化剂。

在本实施例中，所述分散剂为不饱和多元胺和酸性聚酯盐的混合溶液和碳酸钙。

在本实施例中，所述溶剂为双丙酮醇与乙二醇乙醚按体积比1:1混合。

在本实施例中，所述聚四氟乙烯涂料中包括聚四氟乙烯、不燃性成膜物质、氯化钠、磷酸铵、硼酸铵以及石英粉。

在本实施例中，第一层环氧树脂涂料厚度≥400μm，第二层环氧树脂涂料厚度≥350μm，面漆的厚度大于等于200μm。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。