干纱缠绕的预制体、绝缘子芯棒及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种干纱缠绕的绝缘子芯棒预制体、绝缘子芯棒及制备方法。本发明专利技术的绝缘子芯棒预制体包括内芯棒和缠绕在该内芯棒外表面的唯一缠绕层；所述的缠绕层由干纱缠绕而成；所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm；所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维，其纤度为500～9600tex。本发明专利技术的预制体可以获得强度相对较高的绝缘子芯棒。本发明专利技术的制备方法工序合理，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干纱缠绕的预制体、绝缘子芯棒及制备方法，尤其涉及一种大直径的干纱缠绕的预制体、绝缘子芯棒及制备方法。
技术介绍
现有输变电用的支柱绝缘子包括瓷芯加硅橡胶伞裙型、复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型等。瓷芯加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子存在外伞裙硅橡胶材料与陶瓷芯粘接不牢，产生气泡的现象，影响产品的电气性能及寿命。随着输变电电压等级的提高，复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的用量占比随之增大。复合材料内芯外加硅橡胶伞裙型支柱绝缘子的芯棒采用复合材料制成，由于直径较大，对于拉挤工艺很难一次拉挤成型。目前支柱绝缘子的芯棒采用的成型方式多为各种规格的小拉挤棒捆绑在一起进行整体灌注，但是此种工艺由于较细的多只内芯棒结构存在粘接层过多，在芯棒的横截面积中占据了较大的面积比例，固化过程中内部产生较大的内应力，应力不均导致内部产生裂纹等缺陷，在实际使用过程中很难达到理想使用效果。支柱绝缘子的芯棒还可以采用如下方式成型：内部为拉挤芯棒，外层分多次进行缠绕。这种成型方式虽然可以满足实际使用要求，但是生产效率较低，外层需进行多次缠绕即需多次固化，对于缠绕过程中的工序要求较多，且耗能较大，大大提高了产品的制造成本。此外，纤维在缠绕过程中有一定的磨损会大大降低芯棒的力学性能。CN1731539A公开了一种玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法：将玻璃纤维通过熔化后的树脂基溶液，在转速150转/分搅拌均匀；玻璃纤维和环氧树脂基溶液在高温下连续缠绕后固化成型。上述方法采用玻璃纤维作为缠绕材料，且需要多次缠绕，生产效率低、材料浪费大。因此，迫切需要一种预制体、绝缘子芯棒及制备方法，其可以有效提高生产效率，并可以生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种绝缘子芯棒预制体，其可以用于生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子。本专利技术的另一个目的在于提供一种绝缘子芯棒预制体的制备方法，其工序合理，生产效率高。本专利技术的再一个目的在于提供一种绝缘子芯棒的制备方法，其可以快速生产大直径的绝缘子芯棒，其工序合理，生产成本较低。本申请的专利技术人发现，不需要使用浸渍树脂的玻璃纤维，将玻璃纤维干纱直接缠绕在内芯棒上形成预制体，然后就可以生产出弯曲性能高的复合支柱绝缘子，从而实现了上述目的。本专利技术提供一种绝缘子芯棒预制体，所述的预制体包括内芯棒和缠绕在该内芯棒外表面的唯一缠绕层；所述的缠绕层由干纱缠绕而成；所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm；所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维，其纤度为500～9600tex。本专利技术的预制体包括内芯棒和唯一缠绕层。所述缠绕层缠绕在该内芯棒外表面，并与内芯棒紧密贴合。该缠绕层由干纱缠绕而成。根据本专利技术的预制体，所述的玻璃纤维的纤度可以为500～9600tex；优选地，所述的玻璃纤维的纤度为1000～2000tex；更优选地，所述的玻璃纤维的纤度为1100～1800tex。根据本专利技术的预制体，所述第一缠绕组的缠绕角度可以为4°～8°，优选为4°～6°，更优选为4°～5°；所述第二缠绕组的缠绕角度可以为82°～87°，优选为83°～86°。所述第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例可以为3～5:1，优选为3.5～4.5:1。根据本专利技术一种优选的实施方式，所述第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为4:1。本专利技术采用干纱作为缠绕材料，并采用特定的缠绕层结构，特别是特定的缠绕组的角度和厚度比例，使得绝缘子芯棒的弯曲性能没有降低，并且仅仅通过一次缠绕即可成型。根据本专利技术的预制体，优选地，所述第一缠绕组的厚度为5～15mm，所述第二缠绕组的厚度为1～4mm。更优选地，所述第一缠绕组的厚度为6～12mm，所述第二缠绕组的厚度为1～3.5mm。再优选地，所述第一缠绕组的厚度为8～10mm，所述第二缠绕组的厚度为1.5～2mm。由于采用本专利技术的缠绕方式和厚度比例，使得绝缘子芯棒的弯曲强度得到提高，并且仅通过一次缠绕即可成型。根据本专利技术的预制体，所述的唯一缠绕层包含多个所述第一缠绕组和第二缠绕组，且第一缠绕组和第二缠绕组交替排列，缠绕组的数量根据芯棒的实际需要的厚度确定。优选地，所述的唯一缠绕层包含8～25个第一缠绕组和8～25个第二缠绕组，更优选地，该缠绕层包含15～20个第一缠绕组和15～20个第二缠绕组。根据本专利技术的预制体，所述的缠绕层的厚度可以为90～150mm，优选为95～130mm，更优选为100～120mm。根据本专利技术的预制体，所述内芯棒的直径可以为80～150mm。本专利技术的结构尤其适合大直径的芯棒，因此，更优选地，所述内芯棒（例如拉挤棒）的直径为100～115mm。根据本专利技术的预制体，优选地，所述的内芯棒的外表面具有螺纹，所述螺纹的深度为0.3mm～0.6mm，所述螺纹的螺距为1.5mm～5.5mm。更优选地，所述螺纹的深度为0.35mm～0.6mm，所述螺纹的螺距为3mm～5mm。根据本专利技术的预制体，所述预制体的直径为280～350mm；优选为290～300mm。根据本专利技术的预制体，优选地，以所述预制体的重量为基准，所述干纱占65wt%～80wt%，更优选为70wt%～75wt%。根据本专利技术的预制体，优选地，所述内芯棒与所述缠绕层之间不设置粘结层。本专利技术还提供一种绝缘子芯棒预制体的制备方法，包括如下步骤：1）表面处理步骤：将内芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的内芯棒；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.5～1.0MPa，所述喷砂处理的时间为30～60min；2）缠绕步骤：将干纱直接缠绕在表面处理后的内芯棒上形成缠绕层，从而得到预制体；其中，所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维；其中，所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm。根据本专利技术的预制体的制备方法，优选地，所述易挥发的有机溶剂选自丙酮、酒精、甲醇、乙醚、氯仿的一种或多种；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.6～0.8MPa，所述喷砂处理的时间为25～35min。本专利技术也提供一种绝缘子芯棒的制备方法，包括如下步骤：1）表面处理步骤：将内芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的内芯棒；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.5～1.0MPa，所述喷砂处理的时间为30～60min；2）缠绕步骤：将干纱直接缠绕在表面处理后的内芯棒上形成缠绕层，从而得到预制体；其中，所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维；所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm；3）真空注射成型步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子芯棒预制体，其特征在于，所述的预制体包括内芯棒和缠绕在该内芯棒外表面的唯一缠绕层；所述的缠绕层由干纱缠绕而成；所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm；所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维，其纤度为500～9600tex。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子芯棒预制体，其特征在于，所述的预制体包括内芯棒和缠绕在该内芯棒外表面的唯一缠绕层；所述的缠绕层由干纱缠绕而成；所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二缠绕组，第一缠绕组的缠绕角度为4°～8°，第二缠绕组的缠绕角度为82°～87°，且第一缠绕组与第二缠绕组的厚度比例为3～5:1；所述的第一缠绕组和所述的第二缠绕组交替排列；所述缠绕层的厚度为90～150mm；所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维，其纤度为500～9600tex。2.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，所述第一缠绕组的厚度为5～15mm，所述第二缠绕组的厚度为2～5mm。3.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，所述缠绕层包含8～25个第一缠绕组和8～25个第二缠绕组。4.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，所述的缠绕层的厚度为90～130mm，所述的内芯棒的直径为80～150mm。5.根据权利要求4所述的预制体，其特征在于，所述预制体的直径为280～350mm。6.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，所述的内芯棒的外表面具有螺纹，所述螺纹的深度为0.3mm～0.6mm，所述螺纹的螺距为1.5mm～5.5mm。7.根据权利要求6所述的预制体，其特征在于，以所述预制体的重量为基准，所述干纱的质量含量为65wt％～80wt％。8.一种绝缘子芯棒预制体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)表面处理步骤：将内芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的内芯棒；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.5～1.0MPa，所述喷砂处理的时间为30～60min；2)缠绕步骤：将干纱直接缠绕在表面处理后的内芯棒上形成缠绕层，从而得到预制体；其中，所述的干纱为未浸渍树脂的玻璃纤维，其纤度为500～9600tex；其中，所述的缠绕层包括第一缠绕组和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铃飞，赵卫生，胡平，郝春功，李安睿，靳婷婷，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11