【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气绝缘材料，具体涉及一种干式空心电抗器高导热包封层及制备方法。
技术介绍
1、导线绕组包封是干式空心电抗器中关键结构之一，通常是由无捻玻璃纤维与液态环氧组合物通过湿法缠绕方式成型，起到固定导线绕组、防护和绝缘的重要作用。绝缘材料是制约电力装备安全稳定性和运行寿命进一步提升的关键因素之一，造成绝缘材料失效的主要原因是电工装备中长期高温的运行环境，降低设备温升对延长设备运行寿命极为关键。
2、传统干式空心电抗器包封层为常规玻璃钢材料，即玻璃纤维和环氧树脂的复合材料，导热系数约0.4w/m·k，在现有材料体系下，设备在不增大设备体积的情况下依靠设计降低温升或降低设备成本的空间十分有限，但现有包封层的热导率阻碍了电工装备散热性能的提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提高包封层的热导率。
2、本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
3、一种干式空心电抗器高导热包封层，所述包封层包括：通过高导热环氧材料重叠粘合的纤维束平绕层和纤维束花绕层；其中纤维束花绕层与电抗器的线圈接触。
4、优选的，所述高导热环氧材料包括：100份的环氧树脂、80-100份的固化剂、0.2-1.5份的促进剂、300-465份的无机导热填料、8-15份的增韧剂。
5、优选的，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯其中的一种或多种的组合。
6、优选的，所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸
7、优选的，所述高导热环氧材料的制备过程包括如下步骤：将环氧树脂、固化剂、促进剂、无机导热填料和增韧剂分别预热至相同温度；将预热后的原料加入混合容器在恒温真空环境下搅拌均匀制得所述高导热环氧材料。
8、优选的，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.55-0.58。
9、优选的，所述聚酰胺树脂的胺值180-300。
10、优选的，所述无机导热填料包括al2o3、zno、aln、sic其中一种或几种的组合。
11、优选的，所述al2o3包括经过表面活化处理的无定型α-al2o3。
12、优选的，所述无定型α-al2o3的中位径尺寸为5-30μm。
13、优选的，所述增韧剂包括聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇以及含羟基、酯基、醚基的聚合物。
14、优选的，所述聚丙二醇二缩水甘油醚的分子量为288-462。
15、优选的，所述纤维束平绕层和纤维束花绕层采用的纤维束为无碱无捻玻璃纤维束。
16、优选的，所述无碱无捻玻璃纤维束的线密度为1200-4800tex。
17、基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，用于所述一种干式空心电抗器高导热包封层的制备，所述制备方法包括如下步骤：
18、s1：通过牵引设备拉动纤维束持续通过液态的高导热环氧材料以获得浸胶纤维束；
19、s2：将所述浸胶纤维束通过排纱设备整理为纤维带；
20、s3：将所述纤维带以间距小于纤维带宽度的螺旋线方式缠绕在所述电抗器的线圈表面形成纤维束平绕层；
21、s4：将所述纤维带在所述纤维束平绕层表面以间距大于纤维带宽度的螺旋线方式由一端向另一端往复缠绕形成纤维束花绕层；
22、s5：将完成步骤s4和s5的电抗器置于固化炉固化后即制得所述干式空心电抗器高导热包封层。
23、优选的，所述制备方法包括多次交替循环的步骤s3和s4。
24、优选的，所述s3或s4步骤包括采用多条纤维带同时缠绕。
25、优选的，所述纤维束平绕层的纤维带搭接宽度包括10-20mm。
26、优选的，所述纤维束花绕层的花绕螺距包括250-350mm。
27、优选的，所述纤维束花绕层的花绕网格间距为30-80mm。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、1.本专利技术通过选用高环氧值的低黏度液态环氧树脂，配合具有稀释作用的活性增韧剂，使高导热环氧材料的黏度进一步降低，实现了无机导热填料的高填充率和与纤维束的快速浸润，从而提高了包封层的导热率；
30、2.本专利技术通过采用酸酐固化剂进一步降低高导热环氧材料的粘度，实现了在缠绕工艺中无机导热填料的高均匀度分布和填充；同时，酸酐固化剂使体系的可操作性周期显著延长，在保证足够机械强度的同时进一步提高了固化物的韧性，提升了干式空心电抗器包封层的抗开裂性能，保证了绝缘性能的稳定性，为干式空心电抗器长期稳定运行提供了重要保障；
31、3.本专利技术通过采用表面活化处理微米级α-al2o3，增强了与环氧间的界面结合，降低了颗粒与环氧间的界面热阻，提升了其抗沉降能力、耐电弧性能和阻燃性能，无定型颗粒相比球形氧化铝可提高填充率和大幅降低材料成本；al2o3颗粒的高填充大幅提升了包封层的导热性能，降低了绝缘层的老化速度，实现了显著延长设备使用寿命的有益技术效果；
32、4.本专利技术公开的包封层中的纤维束平绕层对换位铝导线的径向提供了束缚力，纤维束花绕层主要提供了轴向束缚力，两种缠绕形式的配合实现了对空心电抗器各层大尺寸线圈的固定，同时致密的纤维束平绕层对于线圈与环境的隔离起到了主要作用，避免了由于环境中水汽进入线圈所造成的绝缘失效问题。
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1.一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述包封层包括：通过高导热环氧材料重叠粘合的纤维束平绕层和纤维束花绕层；其中纤维束花绕层与电抗器的线圈接触。
2.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述高导热环氧材料包括：100份的环氧树脂、80-100份的固化剂、0.2-1.5份的促进剂、300-465份的无机导热填料、8-15份的增韧剂。
3.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯其中的一种或多种的组合。
4.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐和聚酰胺树脂的一种或组合。
5.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述高导热环氧材料的制备过程包括如下步骤：将环氧树脂、固化剂、促进剂、无机导热填料和增韧剂分别预热至相同温度；将预热后的原料加入混合容器在恒温真空环境下搅拌均匀制得所述高导热环氧材料。
6.如权利
7.如权利要求4所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述聚酰胺树脂的胺值180-300。
8.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述无机导热填料包括Al2O3、ZnO、AlN、SiC其中一种或几种的组合。
9.如权利要求8所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述Al2O3包括经过表面活化处理的无定型α-Al2O3。
10.如权利要求9所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述无定型α-Al2O3的中位径尺寸为5-30μm。
11.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述增韧剂包括聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇其中一种或多种的组合。
12.如权利要求11所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述聚丙二醇二缩水甘油醚的分子量为288-462。
13.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述纤维束平绕层和纤维束花绕层采用的纤维束为无碱无捻玻璃纤维束。
14.如权利要求13所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述无碱无捻玻璃纤维束的线密度为1200-4800Tex。
15.一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，用于如权利要求1-14任一所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
16.如权利要求15所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括多次交替循环的步骤S3和S4。
17.如权利要求15所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，其特征在于，所述S3或S4步骤包括采用多条纤维带同时缠绕。
18.如权利要求15所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，其特征在于，所述纤维束平绕层的纤维带搭接宽度包括10-20mm。
19.如权利要求15所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，其特征在于，所述纤维束花绕层的花绕螺距包括250-350mm。
20.如权利要求15所述的一种干式空心电抗器高导热包封层的制备方法，其特征在于，所述纤维束花绕层的花绕网格间距为30-80mm。
...【技术特征摘要】
1.一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述包封层包括：通过高导热环氧材料重叠粘合的纤维束平绕层和纤维束花绕层；其中纤维束花绕层与电抗器的线圈接触。
2.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述高导热环氧材料包括：100份的环氧树脂、80-100份的固化剂、0.2-1.5份的促进剂、300-465份的无机导热填料、8-15份的增韧剂。
3.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯其中的一种或多种的组合。
4.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐和聚酰胺树脂的一种或组合。
5.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述高导热环氧材料的制备过程包括如下步骤：将环氧树脂、固化剂、促进剂、无机导热填料和增韧剂分别预热至相同温度；将预热后的原料加入混合容器在恒温真空环境下搅拌均匀制得所述高导热环氧材料。
6.如权利要求3所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.55-0.58。
7.如权利要求4所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述聚酰胺树脂的胺值180-300。
8.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述无机导热填料包括al2o3、zno、aln、sic其中一种或几种的组合。
9.如权利要求8所述的一种干式空心电抗器高导热包封层，其特征在于，所述al2o3包括经过表面活化处理的无定型α-al2o3。
10.如权利要求9所述的一种干式空心电...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹立，张进，杨威，陈新，张翀，陈赟，王琨，乔健，祝志祥，王广克，吴雪峰，颜丙越，张卓，丁一，黄晓峰，赵凯美，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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