復合絕緣子全自動底膠噴涂機的探索范文

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摘要：針對目前復合絕緣子底膠涂抹工藝存在的缺陷，研發出了一款全自動底膠噴涂機，可減少人工操作因素干擾，嚴格控制底膠涂抹質量，大大提高了復合絕緣子硅橡膠傘裙護套與中間環氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接穩定性，減少了因絕緣子粘接性能不穩定導致的電氣問題，降低了線路運行事故的發生率。

關鍵詞：偶聯劑；底膠；粘接性能；電氣性能；復合絕緣子

0引言

目前，在國際及國內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和電氣化鐵路電力輸送的必需品，每年有數百億元的需求。其中，有機復合絕緣子現占整個絕緣子應用市場的份額已達到50%以上，因此提供性能優良、品質穩定的有機復合絕緣子，對經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過程中，關鍵要解決硅橡膠傘裙護套與中間環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氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接，是通過在環氧樹脂纖維棒和連接金具表面涂抹一層偶聯劑（底膠），通過偶聯劑的架橋作用，將幾種不同性質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。在現有的生產技術中，常用的粘接方法是通過人工利用布條或毛刷將偶聯劑涂抹在環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，使得產品在應用時，內絕緣形成通路，使輸電線路產生短路，或產品內部溫升，燒蝕芯棒，發生掉線風險。在復合絕緣子的實際應用中，每年均會發生以上輸變電安全事故。鑒于偶聯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廠家的技術難點，而本文研發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

從以上現有操作方法和生產工藝來看，目前底膠涂抹工藝具有以下缺點：（1）采用現有工藝方法，無法保證每次芯棒和金具上涂抹的底膠厚度一致，而硅氧烷偶聯劑底膠發揮功效的最佳要求是膠層厚度為0.5μm。由于抹布含膠不同、不同的人涂抹次數不同等因素，經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，不能使硅橡膠與環氧樹脂棒和金具產生充分的交聯反應。這些均會導致介面粘接不牢，產品在高電壓電場中運行時，內絕緣被擊穿，從而降低產品安全性。（2）環氧樹脂棒在進入底膠涂抹工序前，是經過打磨的，本工藝無清洗過程，故打磨時產生的粉塵會粘附在芯棒上，會造成一個個底膠粘接盲點，為產品埋下了質量隱患。（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、汗漬或油污，會對芯棒、金具造成二次污染，影響產品的粘接性能。（5）由于底膠的循環使用，經過多次使用后，底膠會變臟，溶劑揮發，對產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上的運用已相當普遍，其產品質量直接影響電力輸電線路的安全運行，尤其是產品的電氣性能和機械性能。目前復合絕緣子生產過程中，硅橡膠傘裙護套與中間環氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接均采用涂抹偶聯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氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接性能不穩定。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形底膠噴頭中，再利用環形噴頭中的氣壓管，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控制環形噴頭運行速度和往復次數，以此控制噴膠次數。在環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，通過控制環形噴膠頭往復次數以達到底膠所要求的厚度。環形噴膠頭分為上、下兩個斗圓噴膠頭，將要噴涂的產品置于托架上，噴涂底膠時，通過PLC控制，合擾上、下噴膠頭，形成一個圓環狀，保證芯棒和金具的每個環形面均可噴上底膠。噴涂的底膠通過置于產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。回收的底膠通過一層濾網進行過濾后，回收至底膠罐中，循環使用

3全自動底膠噴涂機的優勢

全自動底膠噴涂機能彌補目前復合絕緣子行業底膠涂抹工藝的缺點，其優勢具體如下：

（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，對不同型號產品設定參數和自動程序，實現底膠全自動噴涂，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的產品進行檢測，并與利用原底膠涂抹工藝生產的產品進行比較，發現產品粘接界面得到徹底改善，產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，經解剖產品證明其粘接均勻、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劑涂抹在環氧樹脂纖維棒和連接金具表面上，會造成涂抹的偶聯劑（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，從而使產品在應用時，內絕緣形成通路，使輸電線路產生短路，或產品內部產生溫升，燒蝕芯棒，發生掉線風險。

（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，對不同型號產品設定參數和自動程序，實現底膠全自動噴涂，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的產品進行檢測，發現使用全自動底膠噴涂機生產的產品粘接界面得到了徹底改善，在產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，對產品解剖發現其粘接均勻、牢固。

［參考文獻］

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[2]段明明，王璁，屠幼萍，等.復合絕緣子護套與芯棒界面粘接性及界面質量檢測方法研究[J].高壓電器，2016（9）：132-137.

作者:惠強 黃綠林 霍小龍 單位:長園高能電氣股份有限公司