[發明專利]干紗纏繞的預制體、絕緣子芯棒及制備方法

有效

• 申請號: 201610941318.9
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN106448958B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 陳鈴飛;趙衛生;胡平;郝春功;李安睿;靳婷婷
• 申請（專利權）人: 北京玻鋼院復合材料有限公司
• 主分類號: H01B17/38
• 分類號: H01B17/38;H01B17/14;H01B19/00;H01B19/04
• 代理公司: 北京悅成知識產權代理事務所(普通合伙)11527
• 代理人: 樊耀峰

技術領域

本發明涉及一種干紗纏繞的預制體、絕緣子芯棒及制備方法，尤其涉及一種大直徑的干紗纏繞的預制體、絕緣子芯棒及制備方法。

背景技術

現有輸變電用的支柱絕緣子包括瓷芯加硅橡膠傘裙型、復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型等。瓷芯加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子存在外傘裙硅橡膠材料與陶瓷芯粘接不牢，產生氣泡的現象，影響產品的電氣性能及壽命。隨著輸變電電壓等級的提高，復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的用量占比隨之增大。

復合材料內芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的芯棒采用復合材料制成，由于直徑較大，對于拉擠工藝很難一次拉擠成型。目前支柱絕緣子的芯棒采用的成型方式多為各種規格的小拉擠棒捆綁在一起進行整體灌注，但是此種工藝由于較細的多只內芯棒結構存在粘接層過多，在芯棒的橫截面積中占據了較大的面積比例，固化過程中內部產生較大的內應力，應力不均導致內部產生裂紋等缺陷，在實際使用過程中很難達到理想使用效果。支柱絕緣子的芯棒還可以采用如下方式成型：內部為拉擠芯棒，外層分多次進行纏繞。這種成型方式雖然可以滿足實際使用要求，但是生產效率較低，外層需進行多次纏繞即需多次固化，對于纏繞過程中的工序要求較多，且耗能較大，大大提高了產品的制造成本。此外，纖維在纏繞過程中有一定的磨損會大大降低芯棒的力學性能。

CN1731539A公開了一種玻璃纖維浸漬樹脂基纏繞式復合絕緣子芯棒的制備方法：將玻璃纖維通過熔化后的樹脂基溶液，在轉速150轉/分攪拌均勻；玻璃纖維和環氧樹脂基溶液在高溫下連續纏繞后固化成型。上述方法采用玻璃纖維作為纏繞材料，且需要多次纏繞，生產效率低、材料浪費大。

因此，迫切需要一種預制體、絕緣子芯棒及制備方法，其可以有效提高生產效率，并可以生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種絕緣子芯棒預制體，其可以用于生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子。

本發明的另一個目的在于提供一種絕緣子芯棒預制體的制備方法，其工序合理，生產效率高。

本發明的再一個目的在于提供一種絕緣子芯棒的制備方法，其可以快速生產大直徑的絕緣子芯棒，其工序合理，生產成本較低。

本申請的發明人發現，不需要使用浸漬樹脂的玻璃纖維，將玻璃纖維干紗直接纏繞在內芯棒上形成預制體，然后就可以生產出彎曲性能高的復合支柱絕緣子，從而實現了上述目的。

本發明提供一種絕緣子芯棒預制體，所述的預制體包括內芯棒和纏繞在該內芯棒外表面的唯一纏繞層；所述的纏繞層由干紗纏繞而成；所述的纏繞層包括第一纏繞組和第二纏繞組，第一纏繞組的纏繞角度為4°～8°，第二纏繞組的纏繞角度為82°～87°，且第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為3～5:1；所述的第一纏繞組和所述的第二纏繞組交替排列；所述纏繞層的厚度為90～150mm；所述的干紗為未浸漬樹脂的玻璃纖維，其纖度為500～9600tex。本發明的預制體包括內芯棒和唯一纏繞層。所述纏繞層纏繞在該內芯棒外表面，并與內芯棒緊密貼合。該纏繞層由干紗纏繞而成。根據本發明的預制體，所述的玻璃纖維的纖度可以為500～9600tex；優選地，所述的玻璃纖維的纖度為1000～2000tex；更優選地，所述的玻璃纖維的纖度為1100～1800tex。

根據本發明的預制體，所述第一纏繞組的纏繞角度可以為4°～8°，優選為4°～6°，更優選為4°～5°；所述第二纏繞組的纏繞角度可以為82°～87°，優選為83°～86°。所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例可以為3～5:1，優選為3.5～4.5:1。根據本發明一種優選的實施方式，所述第一纏繞組與第二纏繞組的厚度比例為4:1。本發明采用干紗作為纏繞材料，并采用特定的纏繞層結構，特別是特定的纏繞組的角度和厚度比例，使得絕緣子芯棒的彎曲性能沒有降低，并且僅僅通過一次纏繞即可成型。

根據本發明的預制體，優選地，所述第一纏繞組的厚度為5～15mm，所述第二纏繞組的厚度為1～4mm。更優選地，所述第一纏繞組的厚度為6～12mm，所述第二纏繞組的厚度為1～3.5mm。再優選地，所述第一纏繞組的厚度為8～10mm，所述第二纏繞組的厚度為1.5～2mm。由于采用本發明的纏繞方式和厚度比例，使得絕緣子芯棒的彎曲強度得到提高，并且僅通過一次纏繞即可成型。