一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子及其制备方法，根据绝缘子的结构设计打印图纸文件；将打印图纸文件输入3D打印机中；设置3D打印的打印参数；基于步骤S2得到的打印图纸文件和步骤S3得到的打印参数，使用聚碳酸酯材料打印得到聚碳酸酯绝缘子。本发明专利技术方法能够制备得到复杂程度高、精度要求高的新型环保绝缘子。绝缘子。绝缘子。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子及其制备方法


[0001]本专利技术属于绝缘子
，具体涉及一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子及其制备方法。

技术介绍

[0002]绝缘子是一种特殊的绝缘控件，是电力系统输电设备中的重要组成部分。它可以隔离不同电位的导体，同时也承担着机械支撑的作用，因此，绝缘子在气体绝缘输电管道、开关柜以及输电线路中得到了广泛应用。
[0003]然而，目前配电网中所使用的绝缘子通常由环氧树脂制备而成，这种绝缘子虽然具有优异的绝缘性能和力学性能，但是当绝缘失效或产品寿命到期后难以回收利用。例如，常见的回收方法为填埋、焚烧以及粉碎等，这些方法会造成环境污染和资源浪费。因此，有必要开发新型环保绝缘子，这样可以减轻我国的能源依赖，有助于构建绿色能源清洁电网。
[0004]近年来，3D打印技术在电气装备设计制造中展露锋芒，其具有制造流程简单、加工周期短、精密度高以及可加工复杂结构产品等优势，一些可降解的环保型材料已被用于3D打印加工制造，譬如聚乳酸。但这些可降解材料往往机械强度较低，无法满足电力设备绝缘子的要求，申请人发现3D打印的聚碳酸酯绝缘性能优异，且耐疲劳性佳，具有良好的尺寸稳定性以及耐热特性，拉伸强度虽不及环氧树脂高，但可满足一般配电网用绝缘子使用要求，在替代配电网用环氧树脂绝缘子方面显示了巨大潜力。
[0005]通常，配电网中所使用的绝缘子通常由环氧树脂制备而成，这种绝缘子虽然具有优异的绝缘性能和力学性能，但是当绝缘失效或产品寿命到期后难以回收利用。例如，常见的回收方法为填埋、焚烧以及粉碎等，这些方法会造成环境污染和资源浪费。因此，有必要开发新型环保绝缘子，这样可以减轻我国的能源依赖，有助于构建绿色能源清洁电网。
[0006]再者，传统加工制造绝缘子的技术有限，导致制造绝缘子的生产周期长，增加了生产成本，也无法制造复杂程度和精度要求高的绝缘子。
[0007]因此，如何能够在缩短生产周期、降低生产成本的同时，还能实现复杂程度高、精度要求高的新型环保绝缘子产品的加工制造，成为急需解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子及其制备方法，用于解决新型环保绝缘子产品加工制造生产周期长、生产成本高，同时绝缘子复杂程度低、精度要求低的技术问题。
[0009]本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1、根据绝缘子的结构设计打印图纸文件；
[0012]S2、将步骤S1得到的打印图纸文件输入3D打印机中；
[0013]S3、设置3D打印的打印参数；
[0014]S4、基于步骤S2得到的打印图纸文件和步骤S3得到的打印参数，使用聚碳酸酯材料打印得到聚碳酸酯绝缘子。
[0015]具体的，步骤S1中，对绝缘子的结构进行设计，或参考已有绝缘子的标准图纸，进行1:1绘制得到打印图纸文件。
[0016]进一步的，绘制过程中预留金属导体的位置。
[0017]具体的，步骤S3中，3D打印的打印参数具体如下：打印层高为0.1～0.4mm，壁厚为0.8～2.0mm，打印速度为50～120mm/s。
[0018]进一步的，打印喷头的温度为250℃，打印平台的温度为100℃，恒温腔室温度为90℃。
[0019]具体的，步骤S4中，打印聚碳酸酯绝缘子使用的打印丝材直径为1.6～1.8mm，误差小于50μm，聚碳酸酯中加入5％～10％的增塑剂。
[0020]进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，己二酸二辛酯，磷酸三甲酚酯或偏苯三酸三辛酯。
[0021]具体的，步骤S4完成后，对得到的聚碳酸酯绝缘子进行抛光处理以及金属镶嵌处理，得到聚碳酸酯绝缘子。
[0022]具体的，将金属嵌件加热至230～280℃，采用热压的方式实现金属嵌件与聚碳酸酯绝缘子的组合安装，得到处理好的聚碳酸酯绝缘子。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供了配电网用聚碳酸酯环保绝缘子。
[0024]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0025]一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，利用3D打印技术打印出的聚碳酸酯绝缘子，具有优异的绝缘性能、机械性能以及耐热特性，在满足电力设备对绝缘子的使用要求的同时，由于聚碳酸酯属于环保材料，便于回收利用，不会造成环境污染和资源浪费；利用3D打印技术打印聚碳酸酯绝缘子，大幅度缩短了新型环保绝缘子的生产周期，降低了生产成本，同时利用3D技术打印复杂程度高、精度要求高的新型环保绝缘子，以此满足更多市场需求。
[0026]进一步的，进行1:1绘制得到打印图纸文件，适配现行使用的电力开关柜，符合行业标准，确保绝缘子具有良好的力学和电学性能
[0027]进一步的，通过预留金属导体的位置，便于后续嵌件安装，在嵌件安装过程中不易造成绝缘材料的浪费，预留安装位置可以防止安装时由热膨胀应力以及安装挤压时的应力导致的绝缘子变形。
[0028]进一步的，打印参数的设置便于绝缘子的快速制造，打印温度设置区间利于材料熔化挤出的同时能够保持材料的成型黏度；平台，环境温度可以减少绝缘子冷却速度和由冷却带来的尺寸收缩。层高和壁厚略大于常规打印设置可以减少绝缘子内部层间界面，从而增强绝缘子的绝缘性能和力学性能。打印速度略快于常规可以实现绝缘子更快速的制造。
[0029]进一步的，打印喷头温度过低容易导致材料难以挤出，喷头温度过高容易导致材料黏度过低，流动性过好难以成型。打平台温度过高(高于材料玻璃化转变温度)时，部件在打印平台上将失去硬质特性，易发生形变导致打印缺陷。打印平台温度过低会导致材料发生严重的收缩变形，可能影响打印精度。恒温腔室作用与平台相同，且如果恒温腔室温度过
高，会导致材料发生热氧老化，损害材料性能。
[0030]进一步的，材料丝材直径过小会导致与挤出装置难以齿合(配合)，导致材料挤出力下降，挤出材料变少，无法完全填充成型，容易引起空腔缺陷。丝材直径过大会导致堵塞进丝/进料口，材料挤出困难。
[0031]增塑剂的适量加入促进材料在熔融状态下的流动性，且可以保证材料性能不发生太大变化，若加入过多可能导致材料的玻璃化转变温度和绝缘强度下降
[0032]进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，己二酸二辛酯，磷酸三甲酚酯或偏苯三酸三辛酯，能够增大熔融状态下材料流动性，且对材料性能影响较小
[0033]进一步的，抛光处理可以消除绝缘子表面层状结构，提升绝缘子的沿面耐电性能。金属镶嵌以提供与母线的连接，金属嵌件保护绝缘子免于和母线/开关柜直接碰撞受损，且紧密接触的金属嵌件相比于直接与母线压接可以提升绝缘子的绝缘性能。
[0034]进一步的，将金属嵌件加热至260℃，采用热压的方式实现金属嵌件与聚碳酸酯绝缘子的组合安装，通过合适的温度可以确保嵌件易于安装，且不损坏绝缘子外形
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据绝缘子的结构设计打印图纸文件；S2、将步骤S1得到的打印图纸文件输入3D打印机中；S3、设置3D打印的打印参数；S4、基于步骤S2得到的打印图纸文件和步骤S3得到的打印参数，使用聚碳酸酯材料打印得到聚碳酸酯绝缘子。2.根据权利要求1所述的配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，其特征在于，步骤S1中，对绝缘子的结构进行设计，或参考已有绝缘子的标准图纸，进行1:1绘制得到打印图纸文件。3.根据权利要求2所述的配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，其特征在于，绘制过程中预留金属导体的位置。4.根据权利要求1所述的配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，其特征在于，步骤S3中，3D打印的打印参数具体如下：打印层高为0.1～0.4mm，壁厚为0.8～2.0mm，打印速度为50～120mm/s。5.根据权利要求4所述的配电网用聚碳酸酯环保绝缘子制备方法，其特征在于，打印喷头的温度为25...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骞，周松松，段舒宁，郭旭，张波，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：