本實(shí)用新型涉及一種電力行業(yè)輸變電用絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子，尤其涉及一種大直徑的絕緣子芯棒預(yù)制體及絕緣子。
背景技術(shù)：
：隨著特高壓線路在我國逐年的增多，輸變電用支柱絕緣子的用量也隨之增加?，F(xiàn)有輸變電用的支柱絕緣子包括：全瓷型、瓷芯加硅橡膠傘裙型、復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型。全瓷支柱絕緣子存在重量重，容易出現(xiàn)斷裂和脆斷，電壓等級(jí)提高后長(zhǎng)度加大等缺陷。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(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的電氣性能及壽命。隨著輸變電電壓等級(jí)的提高，復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的用量占比隨之增大。復(fù)合材料內(nèi)芯外加硅橡膠傘裙型支柱絕緣子的芯棒采用復(fù)合材料制成，由于直徑較大，對(duì)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(guī)格的小拉擠棒捆綁在一起進(jìn)行整體灌注，但是此種工藝由于較細(xì)的多只內(nèi)芯棒結(jié)構(gòu)存在粘接層過多，在芯棒的橫截面積中占據(jù)了較大的面積比例，固化過程中內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)力不均導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生裂紋等缺陷，在實(shí)際使用過程中很難達(dá)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(nèi)部為拉擠芯棒，外層分多次進(jìn)行纏繞。這種成型方式雖然可以滿足實(shí)際使用要求，但是生產(chǎn)效率較低，外層需進(jìn)行多次纏繞即需多次固化，對(duì)于纏繞過程中的工序要求較多，且耗能較大，大大提高了產(chǎn)品的制造成本。此外，纖維在纏繞過程中有一定的磨損會(huì)大大降低芯棒的力學(xué)性能。CN1731539A公開了一種玻璃纖維浸漬樹脂基纏繞式復(fù)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(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杈鶆?；玻璃纖維和環(huán)氧樹脂基溶液在高溫下連續(xù)纏繞后固化成型。上述方法需要多次纏繞，生產(chǎn)效率低、材料浪費(fèi)大。CN101740185A公開了大直徑復(fù)合絕緣子內(nèi)芯棒的制備方法：選取實(shí)心拉擠絕緣芯棒直徑≤130mm；芯棒外表面加工粗糙，外表面用丙酮擦洗干凈，放入烘箱中恒溫；棒外表面再涂覆2％的無水酒精溶液，再放入烘箱中恒溫1小時(shí)；樹脂膠的配置按比例稱重并倒入真空攪拌器內(nèi)真空攪拌20分鐘，靜置50分鐘；將處理的內(nèi)芯棒安裝到數(shù)控纏繞機(jī)上開始纏繞，待纏繞機(jī)纏繞到設(shè)計(jì)尺寸；然后抽真空注入樹脂膠；注膠完畢關(guān)閉兩端閥門放入固化爐中加溫階梯固化。上述方法仍然采用纏繞方式制備芯棒，使得玻璃纖維與內(nèi)芯棒軸向存在較大夾角，最終產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度不高。此外，上述方法的表面處理工序冗長(zhǎng)、固化工序不合理，仍然有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。因此，迫切需要一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其成本較低，結(jié)構(gòu)合理，并可以生產(chǎn)出彎曲性能高的復(fù)合支柱絕緣子。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種絕緣子芯棒預(yù)制體，其成本較低，結(jié)構(gòu)合理，并可以生產(chǎn)出彎曲性能高的復(fù)合支柱絕緣子。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種絕緣子，其彎曲性能高。本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了上述目的。本實(shí)用新型提供一種絕緣子芯棒預(yù)制體，所述的預(yù)制體包括內(nèi)芯棒和卷繞在該內(nèi)芯棒外表面的卷繞層；所述的內(nèi)芯棒的直徑為50～200mm，所述的卷繞層的厚度為80～120mm；所述的卷繞層包括厚度為0.5～0.7mm的玻璃纖維編織布；所述玻璃纖維編織布的幅寬與所述內(nèi)芯棒的長(zhǎng)度之差小于10cm，所述玻璃纖維編織布的卷繞角基本上為零，所述的卷繞角是指玻璃纖維編織布的緯紗的螺旋角。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，所述的內(nèi)芯棒的直徑為80～130mm，所述的卷繞層的厚度為85～110mm。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述的內(nèi)芯棒的直徑為100～105mm，所述的卷繞層的厚度為90～100mm。在本實(shí)用新型中，玻璃纖維編織布的幅寬與所述內(nèi)芯棒的長(zhǎng)度之差小于10cm；優(yōu)選小于5cm；更優(yōu)選為等于零，即二者相同。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，所述玻璃纖維編織布的厚度為0.55～0.65mm。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述玻璃纖維編織布的厚度為0.58～0.62mm。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，所述的內(nèi)芯棒的外表面具有螺紋，所述螺紋的深度為0.3mm～0.6mm，所述螺紋的螺距為1mm～6mm。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述螺紋的深度為0.5mm～0.55mm，所述螺紋的螺距為3.5mm～5.5mm。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，所述預(yù)制體的直徑為270～350mm。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述預(yù)制體的直徑為280～300mm。本實(shí)用新型還提供一種復(fù)合支柱絕緣子，該復(fù)合支柱絕緣子包括上述預(yù)制體。本實(shí)用新型的預(yù)制體經(jīng)過樹脂澆注和固化之后形成絕緣子芯棒，然后在絕緣子芯棒外側(cè)設(shè)置傘裙結(jié)構(gòu)，即可獲得復(fù)合支柱絕緣子。在本實(shí)用新型中，所述的卷繞層由厚度為0.5～0.7mm的玻璃纖維編織布卷繞而成，所述的玻璃纖維編織布包括玻璃纖維經(jīng)紗，所述玻璃纖維經(jīng)紗與所述內(nèi)芯棒的中心軸之間的夾角為0～3°；優(yōu)選為0～1°。本實(shí)用新型的玻璃纖維編織布還可以包括緯紗，其為紡織纖維。本實(shí)用新型的緯紗可以選自滌綸、尼龍或錦龍；優(yōu)選為滌綸。本實(shí)用新型的玻璃纖維編織布的幅寬與所述內(nèi)芯棒的長(zhǎng)度接近，所述玻璃纖維編織布的卷繞角基本上為零，所述的卷繞角是指玻璃纖維編織布的緯紗的螺旋角。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，無法保證卷繞角絕對(duì)為零，因而本實(shí)用新型將卷繞角限定為“基本上為零”。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，所述的玻璃纖維編織布的克重可以為500～1500g/m2。優(yōu)選地，所述的玻璃纖維編織布的克重為600～800g/m2。更優(yōu)選地，所述的玻璃纖維編織布的克重為650～750g/m2。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，以所述預(yù)制體的重量為基準(zhǔn)，所述玻璃纖維編織布占65wt％～80wt％，更優(yōu)選為70wt％～75wt％。根據(jù)本實(shí)用新型的預(yù)制體，優(yōu)選地，所述玻璃纖維編織布選自單向玻璃纖維編織布或正交玻璃纖維編織布；所述的內(nèi)芯棒為拉擠內(nèi)芯棒。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述玻璃纖維編織布選自為單向玻璃纖維編織布；所述的內(nèi)芯棒為拉擠內(nèi)芯棒。所謂單向玻璃纖維編織布表示由玻璃纖維經(jīng)紗和紡織纖維緯紗(例如滌綸)形成的玻璃纖維編織布。本實(shí)用新型的絕緣子芯棒預(yù)制體通過如下方法進(jìn)行制備：1)表面處理步驟：將內(nèi)芯棒的外表面進(jìn)行噴砂處理，然后采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑進(jìn)行表面處理，從而形成表面處理后的內(nèi)芯棒；所述噴砂處理所采用的壓縮空氣的壓力為0.4～1.0MPa，所述噴砂處理的時(shí)間為20～60min；2)卷繞步驟：將厚度為0.5～0.7mm的玻璃纖維編織布直接卷繞在表面處理后的內(nèi)芯棒上形成卷繞層，從而得到預(yù)制體；其中，所述的玻璃纖維編織布包括玻璃纖維經(jīng)紗，所述玻璃纖維經(jīng)紗與所述內(nèi)芯棒的中心軸之間的夾角為0～3°；所述玻璃纖維編織布的幅寬與所述內(nèi)芯棒的長(zhǎng)度相同或接近，所述玻璃纖維編織布的卷繞角基本上為零，所述的卷繞角是指玻璃纖維編織布的緯紗的螺旋角；其中，所述的玻璃纖維編織布的克重為500～1500g/m2。本實(shí)用新型的絕緣子通過如下方法進(jìn)行制備：3)真空注射成型步驟：將上述卷繞步驟2)得到的預(yù)制體置于成型模具中，利用真空注射成型工藝將環(huán)氧樹脂注入所述的成型模具中以逐漸浸漬所述芯棒預(yù)制體，從而得到浸漬體；所述成型模具的相對(duì)真空度保持在-0.08～-0.1MPa，環(huán)氧樹脂的注入速度為250～650g/min，環(huán)氧樹脂的注入與回流時(shí)間為1.5～8h；4)固化步驟：將含所述浸漬體的成型模具封閉，并置于固化裝置進(jìn)行固化過程，所述的固化過程可以分為三個(gè)階段，第一階段為在57～60℃下固化4～5h，第二階段為在67～70℃下固化5～6h，第三階段為在77～80℃下固化5～6h。5)對(duì)固化后的絕緣子芯棒進(jìn)行脫模、表面加工等后處理，然后加裝裙傘結(jié)構(gòu)，從而形成復(fù)合支柱絕緣子。本實(shí)用新型將玻璃纖維編織布卷繞內(nèi)芯棒上，玻璃纖維編織布的幅寬與內(nèi)芯棒的長(zhǎng)度接近，玻璃纖維編織布的卷繞角基本上為零。本實(shí)用新型的預(yù)制體的成本較低，結(jié)構(gòu)合理，并可以生產(chǎn)出彎曲性能高的復(fù)合支柱絕緣子。附圖說明圖1為本實(shí)用新型的拉擠內(nèi)芯棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明如下：1-內(nèi)芯棒，2-卷繞層，3-玻璃纖維編織布。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。下面對(duì)以下實(shí)施例和對(duì)比例中使用的原料進(jìn)行詳細(xì)說明：環(huán)氧樹脂配方：CYD-128環(huán)氧樹脂甲基四氫苯酐DMP-30促進(jìn)劑BYK-A530消泡劑100重量份80重量份1.0重量份0.2重量份環(huán)氧樹脂的性能：在25℃的粘度小于500厘泊。環(huán)氧樹脂原料說明如下：編號(hào)名稱生產(chǎn)廠家1CYD-128環(huán)氧樹脂湖南省岳陽巴陵石化化工公司2甲基四氫苯酐北京前門化工原料有限公司3DMP-30促進(jìn)劑嘉興聯(lián)興化工新材料有限公司4BYK-A530消泡劑德國畢克化學(xué)公司實(shí)施例1圖1為本實(shí)用新型的拉擠內(nèi)芯棒的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的內(nèi)芯棒的外表面具有螺紋，所述螺紋的深度為0.5mm，螺距為3.5mm。圖2為本實(shí)用新型的預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的預(yù)制體包括內(nèi)芯棒1和卷繞層2。本實(shí)用新型的預(yù)制體的直徑為305mm，內(nèi)芯棒1的直徑為105mm，長(zhǎng)度為2.5m；卷繞層2的厚度為100mm。卷繞層2卷繞在內(nèi)芯棒外1的外表面。卷繞層2由玻璃纖維編織布3卷繞而成，玻璃纖維編織布3的厚度為0.6mm，幅寬為2.5m。作為優(yōu)選，玻璃纖維編織布3為單向玻璃纖維編織布，包括玻璃纖維經(jīng)紗和滌綸緯紗，玻璃纖維經(jīng)紗與內(nèi)芯棒1的中心軸之間的夾角為0°。玻璃纖維編織布3的幅寬與內(nèi)芯棒1的長(zhǎng)度相同，其卷繞角為零，所述的卷繞角是指玻璃纖維編織布3的緯紗的螺旋角。玻璃纖維編織布3的克重為600g/m2，以所述預(yù)制體的重量為基準(zhǔn)，玻璃纖維編織布3的重量占70wt％。下面詳述預(yù)制體和絕緣子的制備方法。1)將拉擠內(nèi)芯棒的外表面進(jìn)行噴砂處理，去除外表面的富樹脂層；并用酒精擦洗外表面，除去其表面雜質(zhì)。2)將單向玻璃纖維編織布卷繞至步驟1)處理后的內(nèi)芯棒上形成預(yù)制體，玻璃纖維經(jīng)紗與內(nèi)芯棒的中心軸之間的夾角約為0°。3)將步驟2)得到預(yù)制體置于真空注射成型模具中，合模后采用真空注射工藝進(jìn)行注膠成型，真空注射成型模具的相對(duì)真空度保持在-0.085MPa，環(huán)氧樹脂的注入速度為400g/min，環(huán)氧樹脂的注入與回流時(shí)間為5h。4)注膠完畢后，將真空注射成型模具的出膠口與入膠口封閉，放入固化爐中進(jìn)行固化；固化制度為60℃固化4h，70℃固化5h，然后80℃固化5h。5)固化完畢后，進(jìn)行脫模、表面加工，加裝裙傘結(jié)構(gòu)，形成復(fù)合絕緣子。將所得產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見表1。實(shí)施例2將采用直徑為100mm，長(zhǎng)度為2.5m的內(nèi)芯棒替換實(shí)施例1的內(nèi)芯棒；采用克重為800g/m2的玻璃纖維編織布替換實(shí)施例1的玻璃纖維編織布，其余條件和參數(shù)與實(shí)施例1相同，得到實(shí)施例2的預(yù)制體和復(fù)合支柱絕緣子。將所得產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見表1。表1本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3