一种输电线路用间隔棒框架的制备方法 技术领域 本发明涉及一种输电线路用间隔棒的制备方法, 特别涉及一种采用高强度复合材 料的输电线路用间隔棒框架的制备方法。
背景技术
在电力系统的多分裂高压输电线路中, 需要安装使用间隔棒, 常用的有二分裂、 三 分裂、 四分裂、 六分裂和八分裂等不同规格, 一般间隔棒包括框架和线夹, 框架和线夹均为 金属铸造加工而成, 并进行镀铬等防锈处理, 此类产品重量大、 制造工艺复杂、 生产成本较 高, 以及由于是金属材料, 在输电线路的电磁场以及空气中水分和腐蚀性成分的作用下, 会 慢慢锈蚀, 影响设备使用寿命和输电线路运行安全, 另外, 重量较大加剧了线路的机械负 荷, 在高湿、 高海拔和高寒地区, 因为线路覆冰的情况严重, 线路的机械负荷更加严峻, 甚至 会出现断线、 倒塔的严重事故, 造成重大的财产和人身安全损失。另外, 其框架由对称的两 个片状面板连接组装而成, 零配件较多, 组装工序较多, 导致成本进一步增加。发明内容 为解决上述问题, 本发明的目的在于提供一种机械强度高、 重量轻的并采用高强 度复合材料的输电线路用间隔棒框架的制备方法。
为达到上述目的, 本发明的技术方案是 : 一种输电线路用间隔棒框架的制备方法, 包括以下步骤 :
第一步, 模具制备, 按照间隔棒框架的设计形状制作上模和下模, 并在模具表面涂 上脱模剂 ;
第二步, 配制混合料, 根据配方单要求配制混合料, 所述混合料包括树脂和添加 剂;
第三步, 施纱, 根据设计要求将纤维纱沿着所述间隔棒框架骨架的路径绕在间隔 棒框架模具内 ;
第四步, 合模, 施纱达到规定要求后, 将上模与下模合在一起 ;
第五步, 混合料注入, 将混合料通过注入口注入间隔棒框架模腔中, 直至树脂完全 充满模腔 ;
第六步, 固化成型, 室温环境固化成型或加温固化成型 ;
第七步, 产品脱模, 将冷却后的产品从模具中取出。
优选的, 第三步, 施纱, 纤维纱是连续的, 并根据设计要求将连续纤维纱沿着所述 间隔棒框架骨架的路径连续的绕在间隔棒框架模具内。
优选的, 所述第五步混合料注入模具的方法, 是通过注射机从注射口加压将料注 入, 或利用抽真空, 在间隔棒框架模腔内形成一定的真空度, 利用间隔棒框架模腔内真空负 压压力将树脂注入, 或加压注射与所述抽真空同步进行。
优选的, 第六步, 固化成型, 如是加温固化成型, 模具温度为 40℃ -100℃, 室温环
境固化成型或加温固化成型时间由树脂从液态变为固态所需时间而定, 然后对模具进行冷 却, 冷却方式是水冷却、 风冷却、 自然冷却和空调强制冷却中的一种或数种组合。
优选的, 第一步, 模具制备, 若混合料注入模具的方法是通过抽真空的方式把树脂 注入间隔棒框架模腔时, 下模是硬模, 上模是软模或是硬模。
优选的, 其特征在于, 所述间隔棒产品中纤维重量占间隔棒重量的 15%~ 60%之 间
优选的, 所述添加剂为填料、 色料、 阻燃剂、 促进剂、 固化剂、 紫外光吸收剂中的一 种或数种, 所述的树脂是间苯树脂、 邻苯树脂、 乙烯基树脂、 环氧树脂、 酚醛树脂中的一种或 是间苯树脂、 邻苯树脂、 乙烯基树脂数种树脂的混合物, 所述树脂和添加剂各组分的重量百 分比为, 树脂 : 25% -99.7%, 填料 : 0-70%, 稀释剂 : 0-40%, 固化剂 : 0.3% -40%, 促进剂 : 0-10%, 阻燃剂 : 0-70%, 颜料糊 : 0-20%, 紫外线吸收剂 : 0-10%。
优选的, 所述的填料是碳酸钙、 滑石粉、 氢氧化铝、 高龄土、 硅微粉、 玻璃粉中的一 种或数种组合。
优选的, 所述的纤维纱是玻璃纤维、 玄武岩纤维、 碳纤维、 芳纶纤维、 硼纤维、 液晶 纤维、 高性能聚乙烯纤维、 PBO 纤维中的一种或数种组合。 优选的, 当树脂是间苯树脂或邻苯树脂或乙烯基树脂或其混合物时, 所述的促进 剂为钴液, 当树脂是酚醛树脂时, 所述的促进剂为六亚甲基四胺, 当树脂是环氧树脂时, 所 述的促进剂为 2- 乙基 -4 甲基咪唑。当树脂是酚醛树脂时, 还添加有固化剂无机酸或有机 酸溶液, 当树脂是间苯树脂或邻苯树脂或乙烯基树脂或其混合物时, 添加有固化剂过氧化 二苯甲酰或过氧化甲乙酮。
采用本技术方案的有益效果是 : 利用将连续的纤维纱沿着所述输电线路用间隔棒 框架骨架的路径连续的绕在输电线路用间隔棒框架模具内, 同时注入含有树脂和添加剂的 混合料等工艺手段, 使得所生产的输电线路用间隔棒框架内部纤维走向均匀有序, 并且纤 维纱是连续的整体, 大大增加了输电线路用间隔棒框架的机械强度, 因此与相同技术指标 的产品相比, 生产工艺简单、 成本较低、 产品体积小、 重量轻及耐腐蚀, 并且产品一体成型, 生产效率高。
附图说明
图 1 是本发明一种间隔棒框架的制备方法的示意图 ;
图 2 是本发明一种间隔棒实施例 1 的示意图 ;
图 3 是本发明一种间隔棒实施例 1 横截面的示意图 ;
图 4 是本发明一种间隔棒实施例 1 横截面的局部放大图 ;
图 5 是本发明一种间隔棒实施例 2 的示意图 ;
图 6 是本发明一种间隔棒实施例 2 横截面的示意图 ;
图 7 是本发明一种间隔棒实施例 2 横截面的局部放大图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称 :
1. 本体框架 11. 树脂混合物 2. 线夹支臂 3. 纤维纱束 31. 纤维纱 具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例 1,
如图 1、 图 2、 图 3 和图 4 所示, 一种输电线路用间隔棒框架, 包括二分裂、 三分裂、 四分裂、 六分裂、 八分裂间隔棒等, 以四分裂间隔棒为例, 包括本体框架 1 和与本体框架 1 一 体成型的线夹支臂 2, 其包括以下步骤 :
第一步, 模具制备, 按照间隔棒框架的设计要求制作上模和下模, 并在模具表面涂 上脱模剂 ;
第二步, 配制 4.4 千克混合料, 由间苯聚脂树脂 30 份、 氢氧化铝 10 份、 碳酸钙 10 份、 滑石粉 10 份、 高龄土 10 份、 硅微粉 10 份、 玻璃粉 10 份、 稀释剂丙酮 5 份、 颜料糊 2 份、 固化剂过氧化甲乙酮 1 份、 促进剂钴液 1 份、 紫外线吸收剂 1 份混合而成 ;
第三步, 施纱, 将连续的纤维纱沿着所述间隔棒框架骨架的路径连续的、 绷紧的、 均匀的缠绕在间隔棒框架模具内 ; 纤维纱占产品总重量的 15% ;
第四步, 合模, 施纱达到规定要求后, 将上模与下模合在一起 ;
第五步, 混合料注入, 将盛装混合料的容器与模具的注入孔连接, 启动真空泵, 将 模具内的空气抽出, 当真空表度数为 -0.08MPa 时, 将混合料注入阀打开, 利用模具内真空 负压压力自然将混合料注入模具中 ;
第六步, 固化成型, 将模具升温到 80℃, 进行恒温固化成型, 固化时间 20 分钟 ;
第七步, 冷却, 对模具进行冷却, 通入冷却水冷却 10 分钟 ;
第八步, 产品脱模, 将冷却后的产品从模具中取出 ;
如图 2、 图 3 和图 4 所示, 本实施例所生产的间隔棒框架, 包括本体框架 1 和线夹支 臂 2, 本体框架 1 和线夹支臂 2 为一体成型, 包括树脂混合物 11 和置于树脂 11 内部的加强 筋, 加强筋为纤维纱束 3, 纤维纱束 3 由多股纤维纱 31 组成, 纤维纱束 3 沿着所述本体框架 1 和线夹支臂 2 的结构路径走向缠绕。
实施例 2,
其余与实施例 1 相同, 不同之处在于, 混合料由邻苯树脂 25 份、 稀释剂苯乙烯 35 份、 固化剂过氧化甲乙酮 2 份、 促进剂钴液 1 份、 阻燃剂氢氧化铝 37 份组成 ; 不同之处在于, 纤维纱占产品总重量的 30% ; 不同之处在于, 产品在室温固化成型, 固化时间 240 分钟。
本实施例的具体绕制路径如图 4、 图 5、 图 6 和图 7 所示, 纤维纱束 3 沿着本体框架 1 和线夹支臂 2 的结构路径走向连续的、 往复缠绕。 一部分纤维纱束 3 的缠绕方向为沿本体 框架 1 和线夹支臂 2 的外形走向循环缠绕, 另一部分纤维纱束 3 沿位置相对应的线夹支臂 之间往复交叉缠绕, 还有一部分纤维纱束 3 在本体框架 1 中回字形缠绕。另有一部分纤维 纱束 3 在本体框架 1 中横向和纵向分别 Z 形缠绕。在横截面上, 相邻的纤维纱束 3 错位分 布, 可进一步改善机械性能, 图 6 是横截面的局部放大图。
实施例 3,
其余与实施例 1 相同, 不同之处在于, 混合料由乙烯基树脂 99.7 份、 固化剂过氧化 二苯甲酰 0.3 份组成 ; 不同之处在于, 纤维纱占产品总重量的 60% ; 不同之处在于, 产品在 室温固化成型, 固化时间 240 分钟。
实施例 4,
其余与实施例 1 相同, 不同之处在于, 混合料由环氧树脂 40 份、 填料碳酸钙 7 份、阻燃剂氢氧化铝 10 份, 固化剂乙二胺 40 份、 颜料糊 2.5 份、 紫外线吸收剂 0.5 份组成 ; 不同 之处在于, 纤维纱占产品总重量的 45% ; 不同之处在于, 产品在 40℃恒温固化成型, 固化时 间 120 分钟。
实施例 5,
其余与实施例 1 相同, 不同之处在于, 混合料由酚醛树脂 50 份、 甲醛 4 份、 苯磺酸 6 份、 六亚甲基四胺 10 份、 颜料糊 20 份、 紫外线吸收剂 10 份组成 ; 不同之处在于, 纤维纱占 产品总重量的 35% ; 不同之处在于, 产品在 100℃恒温固化成型, 固化时间 60 分钟。
实施例 6,
其余与实施例 1 相同, 不同之处在于, 混合料由酚醛树脂 94 份, 固化剂无机酸 6 份均匀混合后组成 ; 不同之处在于, 纤维纱占产品总重量的 25 % ; 不同之处在于, 产品在 100℃恒温固化成型, 固化时间 40 分钟。
上述实施例中, 第五步混合料注入模具的方法, 也可以是通过注射机从注射口加 压将料注入。
第六步, 固化成型, 可以是室温环境固化成型, 固化时间 40 分钟到 240 分钟, 或加 温固化成型, 温度为 40℃ -100℃, 固化时间 20 分钟到 240 分钟。 实施例 7,
其余和实施例 1 到 6 中的任一一种相同, 不同之处在于制备混合料时, 在混合料中 拌入 35mm-150mm 不等的短纤维纱和各种增强纤维制品, 这样使混合料本身的机械强度大 大提高, 因此也进一步改善了最终产品的机械性能。
其中, 添加剂为填料、 色料、 阻燃剂、 促进剂、 固化剂、 紫外光吸收剂中的一种或数 种, 所述的树脂是间苯树脂、 邻苯树脂、 乙烯基树脂、 环氧树脂、 酚醛树脂中的一种或是间 苯树脂、 邻苯树脂、 乙烯基树脂数种树脂的混合物, 所述树脂和添加剂各组分的重量百分 比为, 树脂 : 25 % -99.7 %, 填料 : 0-70 %, 稀释剂 : 0-40 %, 固化剂 : 0.3 % -40 %, 促进剂 : 0-10%, 阻燃剂 : 0-70%, 颜料糊 : 0-20%, 紫外线吸收剂 : 0-10%。
所述的填料是碳酸钙、 滑石粉、 氢氧化铝、 高龄土、 硅微粉、 玻璃粉中的一种或数种 组合。
所述的纤维纱是玻璃纤维、 玄武岩纤维、 碳纤维、 芳纶纤维、 硼纤维、 液晶纤维、 高 性能聚乙烯纤维、 PBO 纤维中的一种或数种组合。
当树脂是间苯树脂或邻苯树脂或乙烯基树脂或其混合物时, 所述的促进剂为钴 液, 当树脂是酚醛树脂时, 所述的促进剂为六亚甲基四胺, 当树脂是环氧树脂时, 所述的促 进剂为 2- 乙基 -4 甲基咪唑。当树脂是酚醛树脂时, 还添加有固化剂无机酸或有机酸溶液, 当树脂是间苯树脂或邻苯树脂或乙烯基树脂或其混合物时, 添加有固化剂过氧化二苯甲酰 或过氧化甲乙酮。
采用本技术方案的有益效果是 : 利用将连续的纤维纱沿着所述输电线路用间隔棒 框架骨架的路径连续的绕在输电线路用间隔棒框架模具内, 同时注入含有树脂和添加剂的 混合料等工艺手段, 使得所生产的输电线路用间隔棒框架内部纤维走向均匀有序, 并且纤 维纱是连续的整体, 大大增加了输电线路用间隔棒框架的机械强度, 因此与相同技术指标 的产品相比, 生产工艺简单、 成本较低、 产品体积小、 重量轻及耐腐蚀, 并且产品一体成型, 生产效率高。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式, 应当指出, 对于本领域的普通技术人员 来说, 在不脱离本发明创造构思的前提下, 还可以做出若干变形和改进, 这些都属于本发明 的保护范围。