[发明专利]用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的制备方法，所述方法中，机械加工用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的内嵌件，内嵌件与环氧树脂接触的接触面的表面粗糙度小于Ra1.6；内嵌件的表面均匀涂抹脱模剂；将所述内嵌件与模具组装，按照真空脱泡浇注工艺分别进行真空浇注环氧树脂、一次固化、脱模和二次固化形成试样；机械加工所述试样以去除浇注口及表面缺陷，所述试样进行X射线探伤以检测绝缘子嵌件分层缺陷。

技术领域

本发明属于高电压试验技术领域，特别是一种用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的制备方法。

背景技术

气体绝缘封闭组合电器(GIS)或气体绝缘输电线路(GIL)常采用环氧树脂制成的盆式绝缘子或三支柱绝缘子作为绝缘与机械支撑部件。为了改善绝缘子沿面电场分布，常在绝缘子内部与环氧树脂接触的位置设置内嵌件。设备运行中，绝缘子在电磁场、温度场、结构场的多场载荷联合作用下，由于热膨胀失配或异常受力，在环氧树脂-嵌件界面位置有可能出现分层缺陷。由于分层缺陷内部电场较高，引发局部放电后，绝缘材料逐渐劣化，最终导致绝缘子击穿，影响设备安全稳定运行。因此，在确定绝缘子的许用场强或评估绝缘材料的寿命时，需要制备绝缘子嵌件分层缺陷试样，并考虑其体绝缘特性。缺陷试验的一致性直接影响绝缘材料许用场强或寿命评价。

2013年，日本学者S.Okabe团队使用金属模板预制含有缺陷的环氧树脂块，而后将该环氧树脂块设置于嵌件表面，再进行二次浇注。但使用该方法制备的缺陷试样与真实的分层缺陷仍然具有较大差距；另外，缺陷试样由多次固化制成，难以保证多次固化界面无其他缺陷。使用该方法制备的缺陷试样难以保证较好的一致性。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的制备方法，利用环氧树脂固化反应体积收缩在嵌件-环氧树脂界面制备分层缺陷，制备出的缺陷试样接近运行中出现的实际缺陷，试样间具有较好的一致性，能够更好地评价环氧树脂的许用场强。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种基于用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的制备方法包括以下步骤：

第一步骤中，机械加工用于模拟绝缘子嵌件分层缺陷的试样的内嵌件，内嵌件与环氧树脂接触的接触面的表面粗糙度小于Ra1.6；

第二步骤中，内嵌件的表面均匀涂抹脱模剂；

第三步骤中，将所述内嵌件与模具组装，按照真空脱泡浇注工艺分别进行真空浇注环氧树脂、一次固化、脱模和二次固化形成试样；

第四步骤中，机械加工所述试样以去除浇注口及表面缺陷，

第五步骤中：所述试样进行X射线探伤以检测绝缘子嵌件分层缺陷。

所述的方法中，第一步骤中，所述内嵌件的表面由三段圆弧平滑过渡形成。

所述的方法中，绝缘子包括盆式绝缘子或三支柱绝缘子。

所述的方法中，绝缘子嵌件分层缺陷为气体绝缘封闭组合电器的绝缘子的嵌件分层缺陷或气体绝缘输电线路的绝缘子的嵌件分层缺陷。

所述的方法中，第二步骤中，所述脱模剂包括有机氟系脱模剂或硅油。

所述的方法中，第三步骤中，一次固化或二次固化的体积收缩率在2％至7％之间。

所述的方法中，第三步骤中，真空浇注环氧树脂前，在120℃下环氧树脂融化与填料预热，环氧树脂与填料预混形成共混物，时间为2h；在60℃下进行固化剂预热，时间为2h；将共混物与预热后的固化剂进行终混，温度为125℃，时间为15min。