一种硅橡胶复合绝缘子制作方法与流程

本发明涉及绝缘子技术领域，具体为一种硅橡胶复合绝缘子制作方法。

背景技术：

复合绝缘子以其优越的电气性能和机械性能在高压或者超高压中得到了极为广泛的应用，在现有的技术手段中，绝缘子主要有绝缘芯棒、伞裙和连接金具组成。在绝缘子的生产过程中，一般是先形成绝缘芯棒，然后通过机械连接的方式形成组合式的结构，因此在这种结构的绝缘子中，一体化程度的较低，而且需要多层次的加工才能形成满足使用需求的绝缘子。而且在现有组合式的绝缘子结构中，表面并不具备良好的镜面结构，容易由于粗糙的表面在恶劣环境下形成尖端放电，存在着安全隐患，而且特别是在组合式的连接方式中，由于没有防护层的填平补齐作用，整体性更差。在复合硅胶绝缘子中，为了进一步的提高绝缘子的力学性质，一般还是会采用烧结的方式进行固结，但是在现有的线性固结方式中，烧结的程度难以控制，容易出现受热或者固结不均匀导致内外温度不一致产生裂纹，绝缘子的整体性能交底，对于高要求的绝缘子质量需求中难以满足使用需求。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅橡胶复合绝缘子制作方法，其包括如下步骤：

(1)搭建绝缘子骨架，将玻璃纤维束缠绕在绝缘子外形相同的内衬模具上，并将缠绕成型后具有三维立体骨架的玻璃纤维浸染在环氧树脂中；

(2)绝缘子毛坯的固结，在绝缘子骨架上的环氧树脂开始凝固时，将绝缘子骨架放入模具中充注高温硅橡胶；

(3)表层处理，在绝缘子毛坯外表面上均匀涂抹有硅橡胶，在入硅橡胶的同时放入氮气保护箱内部进行恒温烘干，烘干至半固结时在外表面贴附耐烧蚀保护层；

(4)烘烤定型，将经过表层处理的绝缘子毛坯经过表面打磨送入烘烤炉中进入高温烘烤定型，经过烘烤定型固化后脱模形成绝缘子。

根据上述技术方案，在步骤(1)中，所述绝缘子骨架包括支撑芯体和伞裙，在伞裙与支撑芯体的结合处通过多级铰接形成捆绑式结构，所述伞裙的数量不少于三个。

根据上述技术方案，在步骤(2)中，在充注高温硅橡胶之前，首先在模具内表面均匀涂抹有高分子自洁涂层。

根据上述技术方案，在步骤(3)中，所述耐烧蚀保护层制备步骤包括：

(3.1)将硅微粉、纳米二氧化硅和氧化铝粉末均匀混合后形成混合材料，并将混合材料进行溶解形成涂料；

(3.2)将涂料经过纳米硅微粉定型后直接喷涂在绝缘子毛坯的半固结外表面上，在喷涂后通过刮板将涂料刮平并进行填平补缺；

(3.3)在进行喷涂和填平补缺后，在外表面进一步涂抹氢氧化铝粉末，在涂抹完氢氧化铝粉末后再在表面涂抹羟基硅油。

根据上述技术方案，在步骤(4)中，所述烘烤定型包括缓慢升温预热阶段、高温定型阶段和退火冷却阶段，所述缓慢升温预热阶段温度由室温升至170℃，升温速率为12-20℃/min，所述高温定型阶段温度维持在170℃-220℃，翻转烘烤4-6h，所述退火冷却阶段温度降至室温，降温速率为6-10℃/min。

根据上述技术方案，在步骤(3.2)中，经过刮板刮平之后表面的平整度为0-0.05mm，且在支撑芯体和伞裙的连接处通过涂料填平形成圆弧过渡状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用制备骨架和烧结毛坯相结合的方式来制备绝缘子，在制作绝缘子的过程中包括支撑内芯和伞裙，使其具备一体化结构，而且在这个过程中制备工艺简单，效率高，对于使用的设备质量要求低，成本低；

(2)在形成的绝缘子表面加设保护层，并且通过保护的刮平来使其表面光滑，而且在支撑内芯和伞裙连接处加设的填平的弧面，增加了绝缘子的整体性结构，能够大大加强绝缘子的力学性质；

(3)在烧结的过程中采用阶段式的方式来控制升温、恒温和退火的过程，能够使得在烧结的过程中内外烧结程度一致，特别的是能够防止在烧结的过程中由于内外温度不一导致发生裂纹，能够提高绝缘子的整体性能。

附图说明

图1为本发明制备方法流程示意图；

图2为本发明制备的产品结构示意图。

图中：1-支撑芯体；2-伞裙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，一种硅橡胶复合绝缘子制作方法，其包括如下步骤：

(1)搭建绝缘子骨架，将玻璃纤维束缠绕在绝缘子外形相同的内衬模具上，并将缠绕成型后具有三维立体骨架的玻璃纤维浸染在环氧树脂中，所述绝缘子骨架包括支撑芯体和伞裙，在伞裙与支撑芯体的结合处通过多级铰接形成捆绑式结构，所述伞裙的数量不少于三个；

(2)绝缘子毛坯的固结，在绝缘子骨架上的环氧树脂开始凝固时，将绝缘子骨架放入模具中充注高温硅橡胶，在充注高温硅橡胶之前，首先在模具内表面均匀涂抹有高分子自洁涂层；

(3)表层处理，在绝缘子毛坯外表面上均匀涂抹有硅橡胶，在入硅橡胶的同时放入氮气保护箱内部进行恒温烘干，烘干至半固结时在外表面贴附耐烧蚀保护层；

(4)烘烤定型，将经过表层处理的绝缘子毛坯经过表面打磨送入烘烤炉中进入高温烘烤定型，经过烘烤定型固化后脱模形成绝缘子，所述烘烤定型包括缓慢升温预热阶段、高温定型阶段和退火冷却阶段，所述缓慢升温预热阶段温度由室温升至170℃，升温速率为12-20℃/min，所述高温定型阶段温度维持在170℃-220℃，翻转烘烤4-6h，所述退火冷却阶段温度降至室温，降温速率为6-10℃/min。

优选的是，在步骤(3)中，所述耐烧蚀保护层制备步骤包括：

(3.1)将硅微粉、纳米二氧化硅和氧化铝粉末均匀混合后形成混合材料，并将混合材料进行溶解形成涂料；

(3.2)将涂料经过纳米硅微粉定型后直接喷涂在绝缘子毛坯的半固结外表面上，在喷涂后通过刮板将涂料刮平并进行填平补缺，经过刮板刮平之后表面的平整度为0-0.05mm，且在支撑芯体和伞裙的连接处通过涂料填平形成圆弧过渡状；

(3.3)在进行喷涂和填平补缺后，在外表面进一步涂抹氢氧化铝粉末，在涂抹完氢氧化铝粉末后再在表面涂抹羟基硅油。

本发明对于制得的硅橡胶复合绝缘子的力学性能和电学性质采用如下的方法进行测试：

测试方法：任意选取上述按照制备方法在不同的时间段所制得的三个样品，分别记录为样品一、样品二、样品三，再取采用常见的方法制备的绝缘子作为对比样品，对其各项性能进行测试，包括介电常数(f/m)、电导率(s/m)和电阻率(x10³ω·m)、抗剪切力强度(n)和表面防护层厚度(mm)以及均匀程度，测试结果如下：

测试结果：从上数样品的测试中可以看出，本发明公开的硅橡胶复合绝缘子的介电常数、电导率和电阻率、抗剪切力强度和表面防护层厚度以及均匀程度都有很大的改善，这只是本发明实施例中所选择重要的参数测试结果，并不限制于本发明相关的其他性能参数的改善。

综上所述，本发明的优点在于：

(1)本发明采用制备骨架和烧结毛坯相结合的方式来制备绝缘子，在制作绝缘子的过程中包括支撑内芯和伞裙，使其具备一体化结构，而且在这个过程中制备工艺简单，效率高，对于使用的设备质量要求低，成本低；

(2)在形成的绝缘子表面加设保护层，并且通过保护的刮平来使其表面光滑，而且在支撑内芯和伞裙连接处加设的填平的弧面，增加了绝缘子的整体性结构，能够大大加强绝缘子的力学性质；

(3)在烧结的过程中采用阶段式的方式来控制升温、恒温和退火的过程，能够使得在烧结的过程中内外烧结程度一致，特别的是能够防止在烧结的过程中由于内外温度不一导致发生裂纹，能够提高绝缘子的整体性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。