[发明专利]一种用于大吨位的复合绝缘子芯棒的制造设备和生产工艺

说明书

一种用于大吨位的复合绝缘子芯棒的制造设备和生产工艺，分别将芳纶纤维和玻璃纤维放置在芳纶纤维纱架和玻璃纤维纱架，再将纤维穿过混杂纤维导纱架和封闭式浸胶器，密封好封闭式浸胶器两端端盖，有序地将芳纶纤维和玻璃纤维依次穿过辅层设计分纱器、带温控的分区模具加热系统、带温控的二次固化加热烘箱和机械牵引系统，将带温控的环氧基胶料脱气搅拌釜中的胶料注入封闭式浸胶器从而对混杂纤维浸胶，使浸胶后的纤维经过带温控的二次固化加热箱进行二次固化并验收。本发明的复合绝缘子芯棒有利于受力的平衡传递，减少拉力值的分散性，最大限度保障产品的可靠性，保证输电线路的安全可靠性。

技术领域

本发明属于特高压输变电技术领域，具体涉及一种用于大吨位（1000KN）的特高压输电复合绝缘子的高强度绝缘芯棒的制造设备和生产工艺。

背景技术

十三五期间，按照国家发展规划，为降低燃煤引起的大气环境污染，保证中国给世界的环境治理承诺和国家大气污染防治行动计划落到实处；同时也为了我国人民的健康生活需要，国家电网公司将发展跨区域、长距离、特高压输电作为未来几年电力发展的重要方向目标。“三纵三横一环网”特高压直流输电已经有了具体的规划路线图。

作为输电线路重要器材的复合绝缘子以其重量轻，易于施工，抗污秽能力强，憎水性能优异等特点，被大批量广泛运用。目前在中国的国家网和南方电网使用量超过60%（和玻璃绝缘子与瓷绝缘子比较）。特高压复合绝缘子定义为750KV及以上的电压等级的复合绝缘子。大吨位指的是机械负荷为840KN(84吨）及以上的拉伸强度值。

特高压直流输电以其绝对的优势受到广泛推广(因技术原因目前大部分采用交流输电技术)。按照目前±1100KV的特高压直流输电设计方案要求规定，额定机械负荷为1000KN（100吨），直流电压±1100KV等级，其所选用的环氧玻璃纤维芯棒直径为Φ60mm。（Φ60的芯棒重量6.0KG/米）长度为14米。（设计时考虑到了导线和铁塔在恶劣天气的覆冰，龙卷风，超强台风，地震等因素）那么，一只芯棒的总重量为85KG，加上14米长的外绝缘伞裙及两端的连接金具，整支总量在280公斤左右。若在安装时还要加装大型均压环及其他装置，其400公斤的总重量和目前530KN（53吨）拉伸负荷（所用芯棒直径为40mm长度12米的环氧玻璃纤维拉挤棒）的交流特高压复合绝缘子（1000KV）相比较，则要显得笨重的多。而在我国，由于电站大多在煤炭丰富的西部新疆或内蒙，水资源丰富的西南黔贵川，这些地区和用电量较多的东部和华南地区相距遥远，且沿途自然地理环境复杂，大山深谷，江河湖泊，沙漠戈壁；有高寒冰川，有高温的火焰山，有三十里风区等等，这些条件对输电线路的每一个部件都是考验。对架设安装施工的电力建设人员同样是个考验。试想，要把一个长度12米，重量约400公斤左右的复合绝缘子，搬运到1，2千米的高山上有多少难度！同样还有许多技术问题亟待探索与解决最理想的状态是在输电线路中，无论是铁塔部件，还是瓷质或玻璃绝缘子或复合绝缘子，还是导线或均压环，在满足长距离输电的各项指标情况下，其重量越轻，供电的安全及可靠性越高。其重量越轻，输电的成本造价也低，经济指标性价比也更加合理。

从目前国内和国际公开的相关的技术资料来看，导线采用碳纤维复合芯替代钢芯铝导线，仅仅从减重一项来说，就是很大的技术进步，当然经济效益显而易见。就特高压复合绝缘子的减重而言，目前还没有这方面相关的公开报导与参考文献。

发明创新一种具有高强度拉伸负荷（1000KN），直径小，重量轻，具有更优异电气性能的高强度电绝缘芯棒，同时满足国标GB19519和国际标准IEC1109相关技术中的技术条件，一直是业界关注的重点和创新的方向。

目前，无论是哪种型号的复合绝缘子，基本构成为三大部分：两端起连接作业的金具、起外绝缘的硅橡胶伞盘和起机械拉伸和内绝缘作用的电绝缘芯棒。作为电绝缘芯棒都为玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料（GFRP）组成。基本性能符合GB19519和IEC61109中的相关技术条件。玻璃纤维一般为E玻璃纤维或ECR玻璃纤维。环氧树脂为双酚A型环氧树脂。科学研究表明：

1、增强材料纤维是决定电绝缘棒的拉伸强度的主要因数，