引言
目前,在國際及國內(nèi)電力建設與電氣化鐵路建設市場上,每年均有上萬億元的資本投入,而絕緣子作為電力輸變電行業(yè)和電氣化鐵路電力輸送的必需品,每年有數(shù)百億元的需求。其中,有機復合絕緣子現(xiàn)占整個絕緣子應用市場的份額已達到50%以上,因此提供性能優(yōu)良、品質(zhì)穩(wěn)定的有機復合絕緣子,對經(jīng)濟建設及保障電力輸送的安全性具有非常重要的作用。
在有機復合絕緣子生產(chǎn)過程中,關鍵要解決硅橡膠傘裙護套與中間環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接問題。硅橡膠傘裙護套與環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接,是通過在環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具表面涂抹一層偶聯(lián)劑（底膠）,通過偶聯(lián)劑的架橋作用,將幾種不同性質(zhì)的材料連接成一個整體,從而滿足有機復合絕緣子的實用功能。
在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術中,常用的粘接方法是通過人工利用布條或毛刷將偶聯(lián)劑涂抹在環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具表面上,但是這會造成涂抹的偶聯(lián)劑膠層厚薄不一致,工人在操作過程中會二次污染芯棒,使布條纖維粘附在芯棒和金具上,造成產(chǎn)品硅橡膠傘裙護套粘接不牢、脫膠或埋下導電體顆粒,使得產(chǎn)品在應用時,內(nèi)絕緣形成通路,使輸電線路產(chǎn)生短路,或產(chǎn)品內(nèi)部溫升,燒蝕芯棒,發(fā)生掉線風險。在復合絕緣子的實際應用中,每年均會發(fā)生以上輸變電安全事故。
鑒于偶聯(lián)劑的使用特性和重要性,上述問題一直以來是困擾有機復合絕緣子生產(chǎn)廠家的技術難點,而本文研發(fā)的有機復合絕緣子底膠全自動噴涂機能很好地解決上述問題。
1目前復合絕緣子行業(yè)使用的底膠涂抹工藝分析
1.1目前使用的底膠涂抹工藝
目前,復合絕緣子在生產(chǎn)時一般是用布條、毛刷等工具,將工具蘸取盒中的底膠后,通過手工方式往芯棒和端部裝配件上涂抹底膠,以操作人員的經(jīng)驗判斷是否需要再次涂抹底膠。其整個工藝操作步驟如下:
（1）操作人員雙手戴好膠皮手套,將干凈的白色抹布放入盛放底膠的容器中浸漬底膠:（2）拿取浸漬好底膠的抹布,用手輕捏浸漬底膠的抹布至不滴下底膠,準備對金具、芯棒涂抹底膠:（3）對金具涂抹底膠,對芯棒涂抹底膠:（4）將涂好底膠的芯棒放入烘箱烘烤。
1.2目前底膠涂抹工藝的缺點
從以上現(xiàn)有操作方法和生產(chǎn)工藝來看,目前底膠涂抹工藝具有以下缺點:
（1）采用現(xiàn)有工藝方法,無法保證每次芯棒和金具上涂抹
的底膠厚度一致,而硅氧烷偶聯(lián)劑底膠發(fā)揮功效的最佳要求是膠層厚度為0.5μm。由于抹布含膠不同、不同的人涂抹次數(shù)不同等因素,經(jīng)常無法達到上述要求。底膠層太厚,粘接面會在底膠層斷裂:底膠層太薄,不能使硅橡膠與環(huán)氧樹脂棒和金具產(chǎn)生充分的交聯(lián)反應。這些均會導致介面粘接不牢,產(chǎn)品在高電壓電場中運行時,內(nèi)絕緣被擊穿,從而降低產(chǎn)品安全性。
（2）環(huán)氧樹脂棒在進入底膠涂抹工序前,是經(jīng)過打磨的,本工藝無清洗過程,故打磨時產(chǎn)生的粉塵會粘附在芯棒上,會造成一個個底膠粘接盲點,為產(chǎn)品埋下了質(zhì)量隱患。
（3）用抹布涂抹底膠,打磨芯棒的粗糙性,會在涂抹底膠過程中,在芯棒、金具表面留下抹布纖維,造成許多粘接盲點。
（4）工人在涂膠過程中,由于手套上會粘附生膠、汗?jié)n或油污,會對芯棒、金具造成二次污染,影響產(chǎn)品的粘接性能。
（5）由于底膠的循環(huán)使用,經(jīng)過多次使用后,底膠會變臟,溶劑揮發(fā),對產(chǎn)品粘接性能造成不良影響。
2全自動底膠噴涂機的工作原理
復合絕緣子在我國電力工業(yè)上的運用已相當普遍,其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響電力輸電線路的安全運行,尤其是產(chǎn)品的電氣性能和機械性能。目前復合絕緣子生產(chǎn)過程中,硅橡膠傘裙護套與中間環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接均采用涂抹偶聯(lián)劑的方式來增強粘接性能。因為底膠涂抹時的涂層厚度和涂抹均勻性對粘接性能影響較大,所以制造過程中底膠涂抹不好會導致硅橡膠傘裙護套與中間環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接性能不穩(wěn)定。因此,對底膠的配置和涂抹工藝必須有嚴格的要求。而有機復合絕緣子全自動底膠噴涂機,是通過氣壓將貯存在底膠罐中的底膠壓入環(huán)形底膠噴頭中,再利用環(huán)形噴頭中的氣壓管,將底膠霧化,通過PLC自動控制底膠霧化程度,從噴頭噴出霧化的底膠,環(huán)形噴頭通過噴膠嘴滑塊與導軌連接,采用伺服電機傳動,導軌兩端安裝限位開關,控制噴膠距離,伺服電機通過PLC控制環(huán)形噴頭運行速度和往復次數(shù),以此控制噴膠次數(shù)。
在環(huán)形噴頭兩側加裝氣動清洗頭,用來清洗芯棒和將噴到芯棒和金具上的成珠底膠吹勻,通過控制環(huán)形噴膠頭往復次數(shù)以達到底膠所要求的厚度。環(huán)形噴膠頭分為上、下兩個斗圓噴膠頭,將要噴涂的產(chǎn)品置于托架上,噴涂底膠時,通過PLC控制,合擾上、下噴膠頭,形成一個圓環(huán)狀,保證芯棒和金具的每個環(huán)形面均可噴上底膠。
噴涂的底膠通過置于產(chǎn)品底部的接膠盤回收底膠,接膠盤上加裝透明罩,以防止底膠噴涂過程中底膠的揮發(fā)?；厥盏牡啄z通過一層濾網(wǎng)進行過濾后,回收至底膠罐中,循環(huán)使用。
3全自動底膠噴涂機的優(yōu)勢
全自動底膠噴涂機能彌補目前復合絕緣子行業(yè)底膠涂抹工藝的缺點,其優(yōu)勢具體如下:
(1）對打磨的芯棒進行自動清洗。(2）在涂底膠過程中,采用自制噴頭噴涂底膠,對不同型號產(chǎn)品設定參數(shù)和自動程序,實現(xiàn)底膠全自動噴涂,保證了所噴涂底膠厚度的均勻一致性。（3）利用該設備,實現(xiàn)了底膠的自動回收、過濾。（4）避免了工人操作過程中,人手對產(chǎn)品的二次污染。(5）避免了工人操作過程中與底膠的接觸,保障了工人的身體健康。
通過對利用全自動底膠噴涂機生產(chǎn)的產(chǎn)品進行檢測,并與利用原底膠涂抹工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品進行比較,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品粘接界面得到徹底改善,產(chǎn)品工頻試驗及水擴散試驗的溫升值、泄漏電流值大幅度降低,經(jīng)解剖產(chǎn)品證明其粘接均勻、牢固,證明該設備達到了預期目標。
4結語
(1）通過人工利用布條或毛刷將偶聯(lián)劑涂抹在環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具表面上,會造成涂抹的偶聯(lián)劑（底膠）膠層厚薄不一致。（2）人工涂膠操作過程中存在二次污染,使布條纖維粘附在芯棒和金具上,造成產(chǎn)品硅橡膠傘裙護套粘接不牢、脫膠或埋下導電體顆粒,從而使產(chǎn)品在應用時,內(nèi)絕緣形成通路,使輸電線路產(chǎn)生短路,或產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生溫升,燒蝕芯棒,發(fā)生掉線風險。（3）有機復合絕緣子全自動底膠噴涂機在涂底膠過程中,采用自制噴頭噴涂底膠,對不同型號產(chǎn)品設定參數(shù)和自動程序,實現(xiàn)底膠全自動噴涂,保證了所噴涂底膠厚度均勻一致。（4）與原底膠涂抹工藝相比,對利用全自動底膠噴涂機生產(chǎn)的產(chǎn)品進行檢測,發(fā)現(xiàn)使用全自動底膠噴涂機生產(chǎn)的產(chǎn)品粘接界面得到了徹底改善,在產(chǎn)品工頻試驗及水擴散試驗中的溫升值、泄漏電流值大幅度降低,對產(chǎn)品解剖發(fā)現(xiàn)其粘接均勻、牢固。
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