一种零局放电压互感器压力凝胶成型方法技术

本发明专利技术公开了一种零局放电压互感器压力凝胶成型方法，属于电气制造及电力设备技术领域。该方法具有以下优点：（1）显著降低工人劳动强度；（2）提高生产效率，提高模具周转时间；（3）通过在压力凝胶模具内部先抽真空之后充入SF6气体，可以降低空气气隙的存在，显著改善产品的局放性能，实现在标准规定电压14.4kV电压下局放为零；（4）提高电压互感器的外观质量，由于在压力凝胶成型过程中需要对产品施加0.25～0.35MPa的压力，脱模后尺寸收缩小，模具分型面及产品外观光泽度明显改善；（5）提高产品的韧性和抗开裂性能，活性硅微粉与环氧树脂体系具有更好的相容性，且后固化阶段采用阶梯式升温和降温，能防止突然降温导致产品内部或外部开裂。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于电气制造及电力设备
。该方法具有以下优点：（1）显著降低工人劳动强度；（2）提高生产效率，提高模具周转时间；（3）通过在压力凝胶模具内部先抽真空之后充入SF6气体，可以降低空气气隙的存在，显著改善产品的局放性能，实现在标准规定电压14.4kV电压下局放为零；（4）提高电压互感器的外观质量，由于在压力凝胶成型过程中需要对产品施加0.25～0.35MPa的压力，脱模后尺寸收缩小，模具分型面及产品外观光泽度明显改善；（5）提高产品的韧性和抗开裂性能，活性硅微粉与环氧树脂体系具有更好的相容性，且后固化阶段采用阶梯式升温和降温，能防止突然降温导致产品内部或外部开裂。【专利说明】
本专利技术具体涉及，属于电气制造及电力设备
。
技术介绍
10kV浇注式电压互感器广泛应用在开关柜等电力设备中，是一种重要的测量保护产品。目前，国内主要采用真空浇注成型工艺生产10kv浇注式电压互感器，而国外主要采用压力凝胶工艺生产10kV浇注式电压互感器。不管采用哪种生产工艺，对电压互感器的生产来说，最重要的是控制其局放水平在国家标准要求范围内，当然更低的局放水平更有利于互感器的长期稳定使用。 目前，采用真空浇注成型工艺制造互感器的企业居多，国内以大连第一互感器公司及大连北方互感器公司为代表的绝大多数公司均采用该工艺生产10kv浇注式电压互感器，该工艺是将互感器器身放入真空浇注模具中，将模具放入真空浇注罐中进行常压浇注，浇注过程中对浇注罐进行抽真空以更好的去除环氧树脂中混入的气泡，浇注完成后将模具放入烘箱中进行一次固化，固化初期需进行常压补料，一次固化结束后脱模，然后将产品放入烘箱中进行二次固化。该工艺目前已较为成熟，但存在一些明显的问题，如模具拆装搬运劳动强度大；由于常压浇注导致产品外观粗糙且不易于制造外形复杂产品；一次固化模具占用时间非常长，生产效率较低；一次固化时须将模具也放入烘箱中导致转运困难且占用更多的烘箱空间；材料飞边较厚，浇口部位材料浪费较多，后处理工作量大。 压力凝胶工艺是中国90年代后期从国外引进的先进生产工艺，具有模具利用率高、生产周期短、劳动强度低、产品质量好、模具寿命长及易于成型复杂产品等特点。该工艺与真空浇注工艺相比，能很好克服真空浇注工艺的上述不足，因此可以用来生产浇注式互感器。 中国专利(申请号:200910045129.3)公开了一种电压互感器真空压力凝胶制造方法，该方法包括安装模具、合模抽真空、真空状态下注射并排出气液、封排气口、加压注射、前固化、后固化及冷却成型等步骤，与真空浇注工艺相比，该方法可明显提高产品外观及内在质量，同时模具利用率大幅提高。但是也存在以下不足:压力凝胶模具安装在一个真空罐内，为适应不同大小的模具，真空罐必须具备较大的内部空间，但内部空间太大明显会延长抽真空的时间，影响生产效率，同时在注射及保压成型时也难以观察到模具的溢料情况等，不利于工艺控制；同时也未提及采用该方法生产的电压互感器的性能，尤其是局放性能，且未限定对于压力凝胶生产互感器至关重要的环氧树脂材料的特性。 中国专利(申请号:201010202076.4)公开了一种环氧树脂压力凝胶法生产电气产品的工艺，该工艺包括将底版嵌件与导线连接成一体、器身预烘、抽真空后再预烘、装入模具后再预烘、材料混合、注射、保压、脱模等步骤，采用该方法生产的电气产品不易开裂，起始放电电压高，局部放电<20Pc。但是其器身预烘过程较为复杂，操作时间长，生产效率低，且局部放电水平有待控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是: ，包括以下步骤: (1)压力凝胶成型过程: 对已装入器身的模具进行抽真空处理，至真空度降至1?5mbar,充入0.5?5mbar压力的SF6气体，再将压力凝胶材料注入模具中，注射速度为1?1.5kg/min,至注满模具，注射时间控制在5?15min，注射完毕，在0.25?0.35MPa压力下保压35?50min，开模取出电压互感器； (2)后固化过程: 将电压互感器进行后固化处理，依次在120?130°C下保持1?3h、130?140°C下保持8?12h、100?120°C下保持1?3h，之后以温度每隔lh降低10°C的速度降至室温即可。 所述步骤(1)中的压力凝胶材料主要由以下重量份数的原料组成:双酚A型环氧树脂95?100份、酸酐类固化剂75?90份、活性硅微粉250?320份。还可以包括以下重量份数的原料:色浆0.5?1份。 所述的双酚A型环氧树脂在25°C下的粘度为3000?6000mPas。 所述的酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐，在25°C下的粘度为800?2500mPas。 所述的活性硅微粉的粒径中位径D50为2.5?9微米。 所述的色浆为市售商品，可根据颜色需要确定。 所述的压力凝胶材料的配料方法为:配料前，将活性硅微粉在100?120°C下预热10?15h，冷却至30?50°C备用；取双酚A型环氧树脂、酸酐类固化剂、活性硅微粉和色浆，在30?50°C下搅拌抽真空1.5?3h即可。由此制备的压力凝胶材料的粘度为2500?6000mPaso 优选的，在步骤(1)压力凝胶成型之前，还包括压力凝胶互感器模具及器身准备步骤:将电压互感器器身在110?140°C下预烘10?20h ;控制模具上部温度为125?135°C，中部温度为124?133°C，下部温度为123?130°C ;再将电压互感器器身装入模具中。模具结构与专利(申请号:200820059829.9)中相似，具有左右凹模及中框(固定器身)。 所述步骤(1)中模具的上部设有与模具型腔相连通的圆形通道(可自动开启及关闭)，通道上设置有三通阀，三通阀的另外两个端口分别与抽真空管道和SF6充放管道的端口连接。 本专利技术的有益效果: 本专利技术的电压互感器压力凝胶成型方法具有以下优点: (1)显著降低工人劳动强度，其劳动强度与采用真空浇注工艺相比，降低约50% ； (2)显著提高生产效率，提高模具周转时间，真空浇注的模具单一产品占用时间达12?20h，而压力凝胶的模具单一产品占用时间仅为0.45?lh，与现有成型方法相比，有效降低了模具抽真空时间及材料准备时间； (3)通过在压力凝胶模具内部先抽真空之后充入SF6气体可以降低空气气隙的存在，显著改善产品的局放性能，实现在标准规定电压下的零局放，而采用真空浇注及其他方法生产的10kv浇注式电压互感器，其局放水平很难达到国标要求的20PC，达到零局放的未见报道； (4)电压互感器的外观明显优于真空浇注法生产的产品，压力凝胶成型法生产互感器时需要对产品施加0.25?0.35MPa的压力，产品脱模后尺寸收缩小，模具分型面及产品外观光泽度等明显优于采用真空浇注法生产的产品； (5)提高产品的韧性和抗开裂性能，本专利技术采用活性硅微粉作为填料，较纳米级微粉能大大降低材料成本，且更易分散，较普通的硅微粉，与环氧树脂体系具有更好的相容性，且后固化阶段采用阶梯式升温，能使材料内部温度缓慢升高，控制其反应速度平缓，而降温时采用阶梯式降温，能防止突然降温导致产品内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零局放电压互感器压力凝胶成型方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）压力凝胶成型过程：对已装入器身的模具进行抽真空处理，至真空度降至1～5mbar，充入0.5～5mbar压力的SF6气体，再将压力凝胶材料注入模具中，注射速度为1～1.5kg/min，至注满模具，注射时间控制在5～15min，注射完毕，在0.25～0.35MPa压力下保压35～50min，开模取出电压互感器；（2）后固化过程：将电压互感器进行后固化处理，依次在120～130℃下保持1～3h、130～140℃下保持8～12h、100～120℃下保持1～3h，之后以温度每隔1h降低10℃的速度降至室温即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史鸿威，陈晓丽，陈延辉，宋晓光，龚浩，李杏龙，王茂玉，
申请(专利权)人：国家电网公司，平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11