[发明专利]预制体、绝缘子芯棒及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力行业输变电用预制体、绝缘子芯棒及制备方法，尤其涉及一种大直径的预制体、绝缘子芯棒及制备方法。

背景技术

随着特高压线路在我国逐年的增多，输变电用支柱绝缘子的用量也随之增加。现有输变电用的支柱绝缘子包括：全瓷型、瓷芯加硅橡胶伞裙型、复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型。全瓷支柱绝缘子存在重量重，容易出现断裂和脆断，电压等级提高后长度加大等缺陷。瓷芯加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子存在外伞裙硅橡胶材料与陶瓷芯粘接不牢，产生气泡的现象，影响产品的电气性能及寿命。随着输变电电压等级的提高，复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的用量占比随之增大。

复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的芯棒采用复合材料制成，由于直径较大，对于拉挤工艺很难一次拉挤成型。目前支柱绝缘子的芯棒采用的成型方式多为各种规格的小拉挤棒捆绑在一起进行整体灌注，但是此种工艺由于较细的多只内芯棒结构存在粘接层过多，在芯棒的横截面积中占据了较大的面积比例，固化过程中内部产生较大的内应力，应力不均导致内部产生裂纹等缺陷，在实际使用过程中很难达到理想使用效果。支柱绝缘子的芯棒还可以采用如下方式成型：内部为拉挤芯棒，外层分多次进行缠绕。这种成型方式虽然可以满足实际使用要求，但是生产效率较低，外层需进行多次缠绕即需多次固化，对于缠绕过程中的工序要求较多，且耗能较大，大大提高了产品的制造成本。此外，纤维在缠绕过程中有一定的磨损会大大降低芯棒的力学性能。CN1731539A公开了一种玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法：将玻璃纤维通过熔化后的树脂基溶液，在转速150转/分搅拌均匀；玻璃纤维和环氧树脂基溶液在高温下连续缠绕后固化成型。上述方法需要多次缠绕，生产效率低、材料浪费大。CN101740185A公开了大直径复合绝缘子内芯棒的制备方法：选取实心拉挤绝缘芯棒直径≤130mm；芯棒外表面加工粗糙，外表面用丙酮擦洗干净，放入烘箱中恒温；棒外表面再涂覆2%的无水酒精溶液，再放入烘箱中恒温1小时；树脂胶的配置按比例称重并倒入真空搅拌器内真空搅拌20分钟，静置50分钟；将处理的内芯棒安装到数控缠绕机上开始缠绕，待缠绕机缠绕到设计尺寸；然后抽真空注入树脂胶；注胶完毕关闭两端阀门放入固化炉中加温阶梯固化。上述方法仍然采用缠绕方式制备芯棒，使得玻璃纤维与内芯棒轴向存在较大夹角，最终产品的强度和刚度不高。此外，上述方法的表面处理工序冗长、固化工序不合理，仍然有进一步改进的空间。

因此，迫切需要一种预制体、绝缘子芯棒及制备方法，其可以有效提高生产效率且耗能低，并可以生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种绝缘子芯棒预制体，其可以用于生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子。

本发明的另一个目的在于提供一种绝缘子芯棒预制体的制备方法，其工序合理，生产效率高，能耗低。

本发明的再一个目的在于提供一种绝缘子芯棒的制备方法，其可以快速生产大直径的绝缘子芯棒，其工序合理，并能够避免材料浪费现象，从而能够降低生产成本。

本申请采用如下技术方案实现了上述目的.

本发明提供一种绝缘子芯棒预制体，所述的预制体包括内芯棒和卷绕在该内芯棒外表面的卷绕层；所述的卷绕层由厚度为0.5～0.7mm的玻璃纤维编织布卷绕而成，所述的玻璃纤维编织布包括玻璃纤维经纱，所述玻璃纤维经纱与所述内芯棒的中心轴之间的夹角为0～3°；所述玻璃纤维编织布的幅宽与所述内芯棒的长度接近，所述玻璃纤维编织布的卷绕角基本上为零，所述的卷绕角是指玻璃纤维编织布的纬纱的螺旋角；其中，所述的玻璃纤维编织布的克重为500～1500g/m²，所述的玻璃纤维经纱的纤度为500～9600tex。

本发明的预制体包括内芯棒和卷绕层。该卷绕层卷绕在该内芯棒外表面，并与内芯棒紧密贴合。该卷绕层由厚度为0.5～0.7mm的玻璃纤维编织布卷绕而成。在本发明中，该玻璃纤维编织布的厚度可以为0.5～0.7mm，优选为0.55～0.65mm，更优选为0.58～0.62mm。本发明的玻璃纤维编织布包括玻璃纤维经纱，所述玻璃纤维经纱与所述内芯棒的中心轴之间的夹角为0～3°；优选为0～1°。本发明的玻璃纤维编织布还可以包括纬纱，其为纺织纤维。本发明的纬纱可以选自涤纶、尼龙或锦龙；优选为涤纶。本发明的玻璃纤维编织布的幅宽与所述内芯棒的长度接近，所述玻璃纤维编织布的卷绕角基本上为零，所述的卷绕角是指玻璃纤维编织布的纬纱的螺旋角。在实际生产过程中，无法保证卷绕角绝对为零，因而本发明将卷绕角限定为“基本上为零”。