[发明专利]复合材料绝缘传动构件整体成型工艺及绝缘传动构件

说明书

技术领域

本发明涉及高压电力设备上的绝缘传动部件，尤其涉及复合材料绝缘传动构件整体成型工艺以及高压断路器上传递拉伸、扭转载荷的绝缘传动构件。

背景技术

绝缘扭杆、绝缘拉杆等绝缘传动构件是高压断路器、GIS等电力设备上的关键部件，质量好坏直接影响上述设备乃至整个电网运行的可靠性与安全性。所以，高压断路器等设备的生产厂家都对绝缘扭杆、绝缘拉杆等绝缘传动构件提出了较高的机械性能与电气性能要求。

目前，高压断路器等设备使用的传递扭力的绝缘扭杆大多是氧化铝填充环氧树脂浇铸体镶嵌金属嵌件形式制品，该种结构形式产品不能承受大力矩载荷，且环氧树脂浇铸体的质量分散性大，产品必须严格检验，即使如此，设备运行的可靠性也不高。如果采用真空浸渍管粘结金属嵌件形式的产品，测试结果显示，受到胶粘剂性能的限制，这种粘结方式生产的产品的金属附件的粘结强度也不能满足大扭转载荷的要求。

高压断路器等设备使用的传递拉力的绝缘拉杆大多采用无碱玻璃纤维增强环氧树脂复合材料管为绝缘体，该复合材料管采用真空压力浸胶工艺生产，按设计要求截取一定长度，复合材料管两端与金属嵌件之间靠胶粘剂粘结。为了提高粘结强度，有人在金属嵌件上加工出多条深度为0.3～0.7mm环形沟槽，将绝缘管与金属嵌件接触的部分加工粗糙，表面粗糙度Ra为12.5～50μm，然后在二者之间填充环氧胶粘剂，将二者粘结在一起。受到胶粘剂性能的限制，这种粘结方式生产的产品的机械性能仍然偏低，不能满足高机械负荷的开关设备的使用要求。同时，受到粘结工艺的限制，绝缘管与金属嵌件的粘结过程容易产生胶粘剂流挂和填充不满等质量隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种可提高产品机械性能和质量稳定性、降低产品孔隙率的复合材料绝缘传动构件整体成型工艺，以及抗拉、抗扭能力强的绝缘传动构件。

一种复合材料绝缘传动构件整体成型工艺，其步骤为：

(1)、芯模组装与铺层设置：在芯模的两端分别套设并固定一金属嵌件，将增强材料铺层卷绕在芯模和金属嵌件的外表面后装入模具中，所述增强材料包括无碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维布和涤纶布；

(2)、真空干燥处理：使模具中压力在100Pa以下、温度在80～110℃之间，保持该条件，对增强材料进行真空干燥处理2～5小时；

(3)、树脂注射：在模具中压力为500～1500Pa的条件下，利用树脂传递模塑注射机将树脂注入模腔，封闭模具与真空系统相连的一端，调整注射机使模具内液压达到1.5～4.5MPa，保持20～60分钟；

(4)、固化与脱模：将充满树脂的模具一端封闭，另一端敞口放置在加热炉中，在0.4～0.8MPa的压力下加热固化，固化温度程序为：从室温升温到80～100℃，保温1.5～2.5小时；继续升温到120～140℃，保温1.5～2.5小时；再升温到155～165℃，保温2.0～3.5小时，泄压，自然降至室温，取出模具，脱模，得到两端带金属嵌件的复合材料坯体；

(5)、后加工和附件组装：用车削加工方法去掉产品坯体两端金属嵌件上的树脂和复合材料余量，将连接附件装配在金属嵌件上成为绝缘传动构件成品。

所述步骤(3)中，树脂由A、B两种组份混合而成，其中A组份包括环氧树脂、环氧树脂活性增韧剂和偶联剂，其质量配比为：环氧树脂1000份、环氧树脂活性增韧剂45～55份、偶联剂10～20份；B组分包括酸酐和促进剂，其质量配比为：酸酐1000份、促进剂2～8份；树脂在注入模具的同时完成A、B两组分的混配，其配比为A∶B＝1∶0.75～0.90。

所述步骤(1)中，金属嵌件上与绝缘复合材料的结合处开设有沟槽，卷绕增强材料时，用无碱玻璃纤维布和无碱玻璃纤维填满金属嵌件上的沟槽，并包覆于金属嵌件和芯模的外表面。

所述步骤(1)中，固定金属嵌件与卷绕增强材料的芯模采用金属制作，最终从产品坯体中脱出形成管状绝缘传动构件，或者采用无碱玻璃纤维增强环氧树脂复合材料制作，最终保留在产品坯体中形成棒状绝缘传动构件。

一种整体成型的带嵌件的复合材料绝缘传动管，它包括整体成型的带金属嵌件部的复合材料绝缘管以及连接附件，所述金属嵌件部位于复合材料绝缘管的两端并镶嵌于管体上，连接附件通过金属嵌件部与复合材料绝缘管相连。