550kV空心復(fù)合絕緣子注射對接工藝改進(jìn)研究

李彩娜 段延偉 李壯優(yōu) 楊青箐 吳林舉

摘 要：空心復(fù)合絕緣子是開關(guān)設(shè)備的核心零部件，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到高壓開關(guān)的安全運(yùn)行，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文主要分析550kV空心復(fù)合絕緣子注射對接工藝存在的問題，并提出改進(jìn)措施，以期為高電壓等級產(chǎn)品生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：550kV空心復(fù)合絕緣子;對接;工藝改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TQ320.662文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）32-0044-02

Improvement of Injection Docking Technology for

550kV Hollow Composite Insulator

LI Caina DUAN Yanwei LI Zhuangyou YANG Qingqing WU Linju

（Henan Pinggao Electric Co.， Ltd.，Pingdingshan Henan 467001）

Abstract： Hollow composite insulators are the core components of switchgear. The stability of their operation is directly related to the safe operation of high-voltage switches， which is very important to the safe operation of power grid. This paper mainly analysed the problems existing in the injection butting process of 550kV hollow composite insulators， and put forward the improvement measures， in order to provide guidance for the production of high voltage products.

Keywords： 550kV hollow composite insulators;docking;process improvement

1 研究背景

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，復(fù)合絕緣子的需求量呈現(xiàn)大幅增長的趨勢。作為電力設(shè)備的配套產(chǎn)品，復(fù)合絕緣子被廣泛應(yīng)用于斷路器、滅弧室套管、封閉式組合電器、電流互感器和電壓互感器等高壓開關(guān)設(shè)備。與傳統(tǒng)瓷絕緣子相比，復(fù)合絕緣子具有抗震和耐濕污性能優(yōu)異、強(qiáng)度高、重量輕、運(yùn)行維護(hù)方便、不易破碎等優(yōu)勢[1]。

在高壓開關(guān)設(shè)備上配備復(fù)合空心絕緣子是保證設(shè)備安全所采取的有效措施之一。目前，在高壓開關(guān)設(shè)備上使用的550kV空心復(fù)合絕緣子是一種高電壓等級產(chǎn)品，由于電壓等級高、制品尺寸大等特點(diǎn)，因此在注射生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行分段注射。而在分段注射過程中，由于注射壓力大、膠料沖量大，容易出現(xiàn)接頭部位沖膠導(dǎo)致的傘裙變形及傘裙表面出現(xiàn)氣泡等缺陷。針對上述現(xiàn)象，本文旨在對550kV空心復(fù)合絕緣子注射對接工藝進(jìn)行改進(jìn)研究，以有效避免各種注射成型缺陷，保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，大大提高生產(chǎn)效率。

2 傘裙注射工藝

550kV空心復(fù)合絕緣子采用注射成型，由于其體積大，需進(jìn)行分段對接。為保證傘裙護(hù)套注射成型完好性，需要進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)定和工藝過程的控制。

傘裙護(hù)套注射成型過程需要進(jìn)行以下參數(shù)的設(shè)定。

①塑化。將混煉后的硅橡膠加入設(shè)備塑化缸中進(jìn)行加熱與軟化，便于膠料順利進(jìn)入模腔。溫度低膠料流動(dòng)性差，不易注入模腔，造成注射時(shí)間過長，溫度過高，從而使膠料出現(xiàn)前期的焦燒硫化現(xiàn)象，影響硅橡膠的硫化性能。

②注射量。設(shè)備分為上下兩個(gè)注射缸，采用同步注射。注射壓力與注射速度：高溫硅橡膠需要在一定壓力和速度條件下才能進(jìn)入模腔，分三段注射，通過在不同壓力及速度條件下測試，確定注射壓力、速度，確定適合的注射參數(shù)。若壓力和速度過小，注射時(shí)間會(huì)延長，達(dá)到一定程度時(shí)，先注射進(jìn)模腔內(nèi)的膠料會(huì)在制品表面形成焦燒或老化現(xiàn)象。若速度和壓力過大，膠料進(jìn)入模腔的速度過快，模腔內(nèi)部分氣體不能及時(shí)排出，造成傘裙表面缺陷即氣泡。因此，注射速度與注射壓力的相互配合是十分關(guān)鍵的。

③硫化溫度。傘裙護(hù)套硫化溫度控制在135℃±5℃。在此溫度條件下，橡膠的硫化速度較快，同時(shí)硅橡膠又具有較長的焦燒時(shí)間，能保證注入模腔的硅橡膠結(jié)構(gòu)完整，性能良好。溫度較低時(shí)，硫化時(shí)間加長，影響生產(chǎn)效率;溫度過高時(shí)，焦燒時(shí)間過短，脫模時(shí)容易造成傘裙撕裂，影響產(chǎn)品外觀。

④硫化時(shí)間。硅橡膠的硫化時(shí)間設(shè)置為60min。此時(shí)，硅橡膠硫化過程處于平穩(wěn)硫化階段，各項(xiàng)性能均達(dá)到最佳程度。

⑤排氣次數(shù)：注射過程容易造成氣體封閉在模腔內(nèi)，需要在注射后進(jìn)行排氣，將型腔內(nèi)殘留氣體排出。

傘裙護(hù)套注射需要對以下工藝過程進(jìn)行控制：①清理模腔，涂抹脫模劑，保證硅橡膠傘裙護(hù)套能順利從模腔脫出;②注射前打開模具，在玻璃纖維纏繞管表面均勻涂抹偶聯(lián)劑，并進(jìn)行預(yù)熱，待纏繞管表面溫度達(dá)到90℃以上，保證硅橡膠與玻璃纖維纏繞管的黏結(jié)強(qiáng)度;③二段注射對接時(shí)，應(yīng)把接頭定位傘準(zhǔn)確無誤地填入模腔，同時(shí)要對正制品合模線，使一段成型制品的合模線與模具分型面一致，從而保證制品外觀漂亮。

3 550kV空心復(fù)合絕緣子注射對接工藝過程中存在的問題

550kV空心復(fù)合絕緣子，由于高溫硅橡膠混煉膠具有硬度高、流動(dòng)性差的特點(diǎn)，注射過程中注射壓力大，膠料的沖量大，容易出現(xiàn)以下缺陷。

3.1 傘裙變形

硅橡膠注入模具型腔后，在高溫高壓下膠料會(huì)向密封薄弱處流動(dòng)，定位接頭傘是已硫化完成的硅橡膠，富有彈性。此時(shí)，膠料在高壓下會(huì)被壓進(jìn)定位傘模腔內(nèi)，待硫化后就附著在已成型的傘葉表面，形成沖膠，造成定位傘變形，見圖1。嚴(yán)重時(shí)，膠料在高壓下將傘葉穿透，形成裂口現(xiàn)象。

3.2 氣泡

橡膠熔體在填充模具型腔的過程中，同時(shí)要排出型腔及流道原有的空氣。除此之外，橡膠熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體，這些氣體必須及時(shí)排出，否則被壓縮的氣體將會(huì)產(chǎn)生高溫，將橡膠溶體接觸表面硫化，造成制品在該部位的強(qiáng)度降低或外觀產(chǎn)生氣泡（見圖2），甚至出現(xiàn)充模不滿等現(xiàn)象。

4 550kV空心復(fù)合絕緣子注射對接工藝過程中革新舉措

4.1 接頭部位出現(xiàn)沖膠現(xiàn)象，致使接頭傘變形沖裂的解決措施

①減小接頭定位傘底部與模腔配合間隙。定制模具時(shí)，要求定位傘底部模腔內(nèi)徑比制品底部外徑小0.5mm，使模腔緊壓接頭定位傘底部。②減小模具受力分型面，使多余膠料能迅速從分型面向外排出，減小接頭處傘裙受壓。

4.2 制品傘裙表面氣泡缺陷解決措施

①減小多余膠料向外排出的流動(dòng)距離。②選擇合適位置的注射嘴。選擇注射嘴時(shí)，要使上下注射嘴互相錯(cuò)位注射，增大交叉距離，且上下注射嘴開通數(shù)量一致，保證絕緣管子上下受力均等，且膠料將模腔各個(gè)部位同時(shí)充滿。模具注射嘴位置選擇見圖3。

綜上所述，550kV空心復(fù)合絕緣子分段對接成型工藝的優(yōu)化，避免了各種注射成型缺陷，注射工序一次交驗(yàn)合格率達(dá)到95%以上，有效提高了生產(chǎn)效率，大大縮短了生產(chǎn)周期，對高電壓等級產(chǎn)品生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)志成，彭功茂，王黎明，等.復(fù)合絕緣子的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].高電壓技術(shù)，2011（3）：513-519.