一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，包括内芯棒和设置在内芯棒外侧的缠绕管，缠绕管为浸渍环氧树脂胶的高强玻璃纤维缠绕固化而成，其特征在于，内芯棒由环氧树脂胶浇注而成，缠绕管由第一铺层和第二铺层组成，第一铺层和第二铺层均由经环氧树脂胶浸渍的高强玻璃纤维缠绕固化而成，第一铺层的层厚为5mm～10mm，第二铺层的层厚为5mm～10mm；环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成。本发明专利技术还公开了一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒的方法。本发明专利技术结构简单，芯棒性能可靠，其弯曲强度大于1000MPa，使用成本低，具有很大的实用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒及其制造方法
本专利技术属于复合绝缘子用芯棒的制造
，具体涉及一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒及其制造方法。
技术介绍
空心复合支柱绝缘子采用空心绝缘管做立柱、内充绝缘气体或泡沫来进行绝缘，由于气体及填充物易出现泄漏，所以必须监控内部气体及填充物的变化，安全存在一定的隐患。实心复合支柱绝缘子完全依靠玻璃纤维芯棒来承担机械负荷，公告号为CN101752044A的专利中公开了一种特高压支柱复合绝缘子用芯棒及其制造方法，该特高压支柱复合绝缘子用芯棒采用拉挤棒为内芯，外部缠绕玻璃纤维，并在棒芯表面加工有阻尼槽，并通过分层缠绕、固化形成大直径芯棒，从而使缠绕管性能更高，但是，由于内芯棒为拉挤棒，而拉挤棒和缠绕层的模量不匹配，受热受力时两者变形量差异较大，容易分层，使得芯棒的寿命短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒及其制造方法。该芯棒结构简单，性能可靠，不易变形，其弯曲强度大于1000MPa，使用成本低，芯棒的使用寿命长，具有很大的实用和推广价值。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，包括内芯棒和设置在内芯棒外侧的缠绕管，所述缠绕管为浸渍环氧树脂胶的高强玻璃纤维缠绕固化而成，其特征在于，所述内芯棒由环氧树脂胶浇注而成，所述缠绕管由第一铺层和第二铺层组成，所述第一铺层和第二铺层均由经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述第一铺层的层厚为5mm～10mm，所述第二铺层的层厚为5mm～10mm；所述环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成；所述高强玻璃纤维的断裂强力不小于300N；所述芯棒的弯曲强度大于1000MPa。上述的一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，所述第一铺层由第一内层和第一外层组成，所述第一内层的层厚为2mm～8mm，所述第一内层的高强玻璃纤维的缠绕角a1取值满足：5°≤a1≤13°，张力F1取值满足：50≤F1≤60；所述第一外层的高强玻璃纤维的缠绕角β1取值满足：15°≤β1≤23°，张力F2取值满足：60≤F2≤80，所述张力F1和张力F2的单位为N。上述的一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，所述第二铺层由第二内层和第二外层组成，所述第二内层的层厚为2mm～8mm，所述第二内层的高强玻璃纤维的缠绕角a2取值满足8°≤a2≤15°，张力F3取值满足：50≤F3≤60；所述第二外层的高强玻璃纤维的缠绕角β2取值满足18°≤β2≤25°，张力F4取值满足：60≤F4≤80，所述张力F3和张力F4的单位为N。另外，一种制造上述的高性能支柱复合绝缘子用芯棒的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、采用工装夹具固定与内芯棒结构相同的模具，设定缠绕机的缠绕角a1，张力F1逐层缠绕经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维，得到第一铺层的第一内层；步骤二、调整工装夹具，在步骤一形成的第一内层上按预设置的缠绕角β1，张力F2逐层缠绕经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维，形成第一铺层的第一外层；步骤三、调整工装夹具，在步骤二形成的第一外层上按预设置的缠绕角a2，张力F3逐层缠绕经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维，形成第二铺层的第二内层；步骤四、调整工装夹具，在步骤二中形成的第二内层上按预设置的缠绕角β2，张力F4逐层缠绕经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维，形成第二铺层的第二外层，最后得到带有缠绕管的模具；步骤五、将步骤四中带有缠绕管的模具送入烘箱中进行预固化处理，然后脱除模具，得到固化后的缠绕管；步骤六、封堵步骤五中所述缠绕管的一端，然后向缠绕管中浇注满环氧树脂胶，得到浇注体；步骤七、将步骤六中所述浇注体送入烘箱，进行后固化处理，得到芯棒粗品；步骤八、将步骤七中所述芯棒粗品的表面进行清洁处理，得到芯棒成品。上述的方法，其特征在于，步骤五中所述预固化处理的过程为：首先升温至60℃，保温2h，再升温至100℃，保温1h，再升温至120℃，保温1h，再升温至160℃，保温2h，最后自然降温。上述的方法，其特征在于，步骤七中所述后固化处理的过程为：首先升温至40℃，保温2h，再升温至60℃，保温2h，再升温至100℃，保温2h，再升温至120℃，保温2h，再升温至160℃，保温9h，最后自然降温，其中所述后固化处理的过程中的升温速率不大于2℃/min。所述环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成，所述环氧树脂胶制备的过程为：将CYD128树脂与环氧增韧剂混合均匀后，加入甲基四氢苯酐搅拌均匀，最后加入二甲基苄胺搅拌均匀，即可得到环氧树脂胶，所述环氧增韧剂是由嘉兴东方化工厂生产的，牌号是DH410。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的芯棒结构简单，性能可靠，其弯曲强度大于1000MPa，使用成本低，具有很大的实用和推广价值。2、本专利技术缠绕增强层采用小角度缠绕，使缠绕管的纵向纤维含量增加，而使得芯棒的受力结构主要集中在缠绕管上，并且本专利技术的内芯棒采用环氧树脂胶浇注而成，该环氧树脂胶的延伸率大于6％，与高强玻璃纤维的缠绕管的延伸率相匹配，制造的芯棒受热受力时不易分层，其弯曲强度大于1000MPa。3、本专利技术的缠绕管由多层高强玻璃纤维缠绕组成，并通过分层缠绕和小角度缠绕，从而使芯棒机械性能更高，大大提高了复合支柱绝缘子的抗风和抗弯曲能力。4、本专利技术缠绕管的内表面没有脱模剂，使缠绕管与浇注的内芯棒的界面粘接性能良好，提高了芯棒的电力性能与机械性能。5、由本专利技术的芯棒制作的高性能支柱的抗弯性能好，抗冲击能力强，防震和防脆断性能好，体积小，重量轻，安装方便。综上所述，本专利技术中环氧树脂胶浇注体作为内芯棒，高强玻璃纤维缠绕形成增强层，缠绕层内表面无脱模剂，与内芯棒粘接性能优异，缠绕层采用小角度缠绕，增强了其力学性能，大大提高了支柱复合绝缘子的机械性能。下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。附图说明图1是本专利技术芯棒的结构示意图。附图标记说明：1—内芯棒；2—缠绕管；3-1—第一内层；3-2—第一外层；4-1—第二内层；4-2—第二外层。具体实施方式实施例1如图1所示，本专利技术的高性能支柱复合绝缘子用芯棒包括内芯棒1和设置在内芯棒1外侧的缠绕管2，所述缠绕管2为浸渍环氧树脂胶的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述内芯棒1由环氧树脂胶浇注而成，所述缠绕管2由第一铺层和第二铺层组成，所述第一铺层和第二铺层均由经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述第一铺层的层厚为8mm，所述第二铺层的层厚为8mm；所述环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成；所述高强玻璃纤维的断裂强力不小于300N。本实施例中，所述第一铺层由第一内层3-1和第一外层3-2组成，所述第一内层3-1的层厚为5mm，所述第一内层3-1的高强玻璃纤维的缠绕角a1为9°，张力F1为55N；所述第一外层3-2的高强玻璃纤维的缠绕角β1为19°，张力F2为70N。本实施例中，所述第二铺层由第二内层4-1和第二外层4-2组成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，包括内芯棒(1)和设置在内芯棒(1)外侧的缠绕管(2)，所述缠绕管(2)为浸渍环氧树脂胶的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述内芯棒(1)由环氧树脂胶浇注而成，所述缠绕管(2)由第一铺层和第二铺层组成，所述第一铺层和第二铺层均由经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述第一铺层的层厚为5mm～10mm，所述第二铺层的层厚为5mm～10mm；所述环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成；所述高强玻璃纤维的断裂强力不小于300N；所述芯棒的弯曲强度大于1000MPa。

【技术特征摘要】
1.一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，包括内芯棒(1)和设置在内芯棒(1)外侧的缠绕管(2)，所述缠绕管(2)为浸渍环氧树脂胶的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述内芯棒(1)由环氧树脂胶浇注而成，所述缠绕管(2)由第一铺层和第二铺层组成，所述第一铺层和第二铺层均由经环氧树脂胶浸渍后的高强玻璃纤维缠绕固化而成，所述第一铺层的层厚为5mm～10mm，所述第二铺层的层厚为5mm～10mm；所述环氧树脂胶由CYD128树脂、甲基四氢苯酐、环氧增韧剂和二甲基苄胺按照质量比100:80:10:4制成；所述高强玻璃纤维的断裂强力不小于300N；所述芯棒的弯曲强度大于1000MPa。2.根据权利要求1所述的一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，所述第一铺层由第一内层(3-1)和第一外层(3-2)组成，所述第一内层(3-1)的层厚为2mm～8mm，所述第一内层(3-1)的高强玻璃纤维的缠绕角a1取值满足：5°≤a1≤13°，张力F1取值满足：50≤F1≤60；所述第一外层(3-2)的高强玻璃纤维的缠绕角β1取值满足：15°≤β1≤23°，张力F2取值满足：60≤F2≤80，所述张力F1和张力F2的单位均为N。3.根据权利要求2所述的一种高性能支柱复合绝缘子用芯棒，其特征在于，所述第二铺层由第二内层(4-1)和第二外层(4-2)组成，所述第二内层(4-1)的层厚为2mm～8mm，所述第二内层(4-1)的高强玻璃纤维的缠绕角a2取值满足：8°≤a2≤15°，张力F3取值满足：50≤F3≤60；所述第二外层(4-2)的高强玻璃纤维的缠绕角β2取值满足：18°≤β2≤25°，张力F4取值满足：60≤F4≤80，所述张力F3和张力F4的单位均为N。4.一种制造如权利要求3所述的高性能支柱复合绝缘子用芯棒的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢瑞广，裘华，侯梅，郭敏怡，
申请(专利权)人：西安超码复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61