110kV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼，特別是一種 適用于電力電纜中間接頭的IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼。
【背景技術(shù)】
[0002] 日常生活中，在長距離布線或電力電纜的安裝時，通常會采用將兩根電力電纜連 接到一起的手段來提高電纜的長度。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用電力電纜中間接頭來實現(xiàn)電力電纜的連接工作，在電力電 纜中間接頭外設有銅外殼，以實現(xiàn)電氣絕緣。但是，現(xiàn)有的大多數(shù)銅外殼結(jié)構(gòu)設計不合理， 材質(zhì)普通且單一，其電氣絕緣效果不理想，降低了電力電纜工作的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0004] 綜上所述，為解決現(xiàn)有銅外殼結(jié)構(gòu)上的不足，需要設計一種設計合理、電氣絕緣性 能穩(wěn)定、綜合性能好、使用壽命長的IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種設計合理、電氣絕緣 性能穩(wěn)定、綜合性能好、使用壽命長的IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼， 包括：
[0007] 左銅管，由連為一體的第一大銅管和第一小銅管構(gòu)成，所述第一大銅管的直徑大 于第一小銅管的直徑，所述第一大銅管遠離第一小銅管的一端密封安裝有左銅套法蘭，所 述第一大銅管一側(cè)中部設有左接線端以及靠近左銅套法蘭設置的左灌膠口；
[0008] 左絕緣層，密封包覆在左銅管的外周側(cè)面上且所述左灌膠口穿過左絕緣層；
[0009] 右銅管，由連為一體的第二大銅管和第二小銅管構(gòu)成，所述第二大銅管的直徑大 于第二小銅管的直徑，所述第二大銅管遠離第二小銅管的一端密封安裝有與左銅套法蘭相 對設置的右銅套法蘭，所述第二大銅管一側(cè)中部設有右接線端以及靠近右銅套法蘭設置的 右灌膠口，所述右接線端與左接線端同側(cè)設置；
[0010] 右絕緣層，密封包覆在右銅管的外周側(cè)面上且所述右灌膠口穿過右絕緣層；
[0011] 阻燃環(huán)氧絕緣件，呈環(huán)形設置且由阻燃塑料材料制成，所述阻燃環(huán)氧絕緣件設置 在左銅套法蘭和右銅套法蘭之間且三者密封連接；
[0012] 各接線端內(nèi)均安裝有呈平板設置的接地腳，所述接地腳內(nèi)端與對應的大銅管垂直 相交，所述接地腳外端露出對應接線端外部；
[0013] 所述的左絕緣層和右絕緣層均由環(huán)氧樹脂復合材料制成。
[0014] 在上述IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼中，所述的環(huán)氧樹脂復合材料包括如下組分 及重量百分比：
[0015] 環(huán)氧樹脂：30_50wt% ;
[0016] 無堿玻璃纖維：5_10wt% ;
[0017] 納米 Sb203:4_6wt% ;
[0018] 十溴二苯醚（FR-IO) :l_2wt % ;
[0019] 固化劑：l_5wt%;
[0020] 固化劑促進劑：2_5wt % ;
[0021] 余量為二氧化硅。
[0022] 本發(fā)明IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼中左絕緣層和右絕緣層均由環(huán)氧樹脂復 合材料制成，所述的復合材料環(huán)氧樹脂為基體，同時添加了增強材料無堿玻璃纖維、納米 Sb203、FR-10、二氧化娃，環(huán)氧樹脂基體在復合材料中不僅起包裹增強材料并把它們粘合在 一起的作用，而且具有支撐和穩(wěn)定又細又長的纖維柱，防止它們相互滑移和磨損的作用。當 復合材料受載時，環(huán)氧樹脂基體還起到傳遞載荷和均衡載荷的作用。纖維纏繞復合材料中， 纖維承受著主要載荷，環(huán)氧樹脂充分發(fā)揮纖維的固有潛能，不僅在縱向壓縮、橫向拉伸與壓 縮、剪切等載荷作用下起著重要的作用，還支配著樹脂的其他力學性能，如層間剪切強度和 模量、壓縮強度及縱向彎曲強度等。這些性能的高低明顯影響絕緣層對內(nèi)、外載荷的承受能 力。納米Sb2O3與FR-10配合使用時對環(huán)氧樹脂具有明顯的阻燃協(xié)同效應，對環(huán)氧樹脂固化 物阻燃效果很好，它們的加入抑制了環(huán)氧樹脂固化物的熱分解，提高了其阻燃性。因為納米 粒子具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應等，因此納米粒子與環(huán)氧樹脂之間存在較強 相互作用，使玻璃化溫度升高，從而提高體系的耐熱性。而隨納米Sb2O3用量的增多，環(huán)氧樹 脂固化物燃燒后殘?zhí)苛繙p少，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當納米Sb2O3質(zhì)量分數(shù)為4-6%時，與FR-10配合 使用對復合材料的阻燃效果最佳，并同時提高復合材料的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度 等力學性能。本發(fā)明復合樹脂中環(huán)氧樹脂本身具有的高性能，通過與無堿玻璃纖維、二氧化 硅的共同作用得到進一步的提高，提高了環(huán)氧樹脂復合材料制成的絕緣層的綜合性能，尤 其是耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、耐氣候、耐火焰、耐老化等與環(huán)境有關(guān)的性能，通過復配添加 納米Sb2O3與FR-10,提高環(huán)氧樹脂復合材料的阻燃性。因此將用上述復合材料制成的絕緣 層（左絕緣層和右絕緣層）用于IlOkV阻燃環(huán)氧型絕緣銅外殼中，可大大提高IlOkV阻燃 環(huán)氧型絕緣銅外殼的使用壽命。
[0023] 作為優(yōu)選，環(huán)氧樹脂復合材料中所述的環(huán)氧樹脂為含磷環(huán)氧樹脂，磷含量為 2-4%。隨著磷元素的引入，復合材料的阻燃性能顯著增強，還可提高抗彎強度、耐熱性能 等。
[0024] 作為優(yōu)選，環(huán)氧樹脂復合材料中所述的無堿玻璃纖維為短切玻璃纖維，短切玻璃 纖維的長度為2. 0-5. 0mm，直徑為8-12 μ m。理論上無堿玻纖直徑越細，長度越長，增強效果 越好，但是達到某一臨界點時，增強效果不增反減。若玻纖直徑太細，易被螺桿剪切成細微 粉末，從而失去玻纖的增強作用。若玻纖直徑太粗，與樹脂的粘接性就差，降低產(chǎn)品的力學 性能。因此，本發(fā)明將無堿玻纖的長度和直徑控制在上述范圍，不僅可以保證無堿玻纖的增 強效果，還可提高纖維與樹脂之間的相容性。
[0025] 作為優(yōu)選，環(huán)氧樹脂復合材料中所述的二氧化硅為包括二氧化硅顆粒I、二氧化 硅顆粒II以及二氧化硅顆粒III的混合物，其中二氧化硅顆粒I的尺寸為10-15 μπκ二氧化 硅顆粒II的尺寸為2-4 μ m以及二氧化硅顆粒III的尺寸為300-600nm。本發(fā)明通過三種尺寸 的顆粒形成級配體系，起到良好的增強作用，同時使得受力沖擊時，小顆粒之間相互碰撞的 同時還可以碰撞到大尺寸顆粒，進行多次衰減，從而起到良好的沖擊緩沖作用，提高絕緣層 的抗沖擊和耐摩擦性能。
[0026] 進一步優(yōu)選，在二氧化硅顆粒I、二氧化硅顆粒II以及二氧化硅顆粒III的混合物 中，所述二氧化硅顆粒I的含量占混合物總質(zhì)量的10-15%，二氧化硅顆粒II的含量占混合 物總質(zhì)量的65-85%，余量為二氧化硅顆粒III。二氧化硅顆粒I具有較大尺寸，它的存在是 為了直接應對相對較大的外界應力沖擊的，在受到外界直接沖擊或者較大應力沖擊時，其 可以通過大顆粒在環(huán)氧樹脂基體內(nèi)的大阻力的彈性位移和復位，來進行緩沖，從而起到一 次衰減的作用，同時因為具有較大的顆粒尺寸，受阻面積較大，從而可以通過較小的彈性位 移即可形成足夠的衰減，避免發(fā)生破壞性的撕裂，當然同樣因其具有較大的尺寸，生產(chǎn)使用 時的添加量需要適當控制，避免過量添加致使在樹脂中的結(jié)合不夠牢靠，而會影響復合材 料混合性能和整體強度。而二氧化硅顆粒III具有較小的顆粒尺寸，其使用時極易發(fā)生堆積 或者結(jié)塊，而在整體結(jié)構(gòu)中分布不均勻，從而影響材料的整體性能和質(zhì)量。
[0027] 進一步優(yōu)選，所述的二氧化硅顆粒I或二氧化硅顆粒III具有多孔結(jié)構(gòu)。當二氧化 硅顆粒I具有多孔結(jié)構(gòu)時，其孔直徑為60-100nm，比表面積為60-80m2/g。二氧化硅顆粒I 較大的多孔中滲透入彈性體分枝，在形成立體網(wǎng)狀連接體系增強機械性能的同事，還可以 在較大的應力沖擊下，依托多孔結(jié)構(gòu)進行自身破碎，釋放過大的應力，同時通過彈性體的彈 性恢復進行緩沖，恢復破碎顆粒的位置形成下一級的顆粒，從而降低二氧化硅顆粒I破碎 時對機械性能的影響且不易在體系內(nèi)部形成破壞力較強的獨立碎片，從而實現(xiàn)高效應力衰 減的目的。當二氧化硅顆粒III具有多孔結(jié)構(gòu)時，其孔直徑為2-5nm，比表面積為200-300m2/ g。二氧化硅顆粒III借助其本身的細微結(jié)構(gòu)和其微孔表層部位對應力的變向、衰減等，緩沖 消除使用中存在的微弱應力。
[0028] 作為