引言

目前,在國際及國內(nèi)電力建設(shè)與電氣化鐵路建設(shè)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(jī)復(fù)合絕緣子現(xiàn)占整個(gè)絕緣子應(yīng)用市場的份額已達(dá)到50%以上,因此提供性能優(yōu)良、品質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)復(fù)合絕緣子,對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)及保障電力輸送的安全性具有非常重要的作用。

在有機(jī)復(fù)合絕緣子生產(chǎn)過程中,關(guān)鍵要解決硅橡膠傘裙護(hù)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(hù)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(gè)整體,從而滿足有機(jī)復(fù)合絕緣子的實(shí)用功能。

在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)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(huì)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(huì)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(hù)套粘接不牢、脫膠或埋下導(dǎo)電體顆粒,使得產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí),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(fēng)險(xiǎn)。在復(fù)合絕緣子的實(shí)際應(yīng)用中,每年均會(huì)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(jī)復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠家的技術(shù)難點(diǎn),而本文研發(fā)的有機(jī)復(fù)合絕緣子底膠全自動(dòng)噴涂機(jī)能很好地解決上述問題。

1目前復(fù)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(fù)合絕緣子在生產(chǎn)時(shí)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(yàn)判斷是否需要再次涂抹底膠。其整個(gè)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(zhǔn)備對(duì)金具、芯棒涂抹底膠:（3）對(duì)金具涂抹底膠,對(duì)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(diǎn)

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(diǎn):

（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(dá)到上述要求。底膠層太厚,粘接面會(huì)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(yīng)。這些均會(huì)導(dǎo)致介面粘接不牢,產(chǎn)品在高電壓電場中運(yùn)行時(shí),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(jìn)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(shí)產(chǎn)生的粉塵會(huì)粘附在芯棒上,會(huì)造成一個(gè)個(gè)底膠粘接盲點(diǎn),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(huì)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(diǎn)。

（4）工人在涂膠過程中,由于手套上會(huì)粘附生膠、汗?jié)n或油污,會(huì)對(duì)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(huì)變臟,溶劑揮發(fā),對(duì)產(chǎn)品粘接性能造成不良影響。

2全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)的工作原理

復(fù)合絕緣子在我國電力工業(yè)上的運(yùn)用已相當(dāng)普遍,其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響電力輸電線路的安全運(yùn)行,尤其是產(chǎn)品的電氣性能和機(jī)械性能。目前復(fù)合絕緣子生產(chǎn)過程中,硅橡膠傘裙護(hù)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(qiáng)粘接性能。因?yàn)榈啄z涂抹時(shí)的涂層厚度和涂抹均勻性對(duì)粘接性能影響較大,所以制造過程中底膠涂抹不好會(huì)導(dǎo)致硅橡膠傘裙護(hù)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(duì)底膠的配置和涂抹工藝必須有嚴(yán)格的要求。而有機(jī)復(fù)合絕緣子全自動(dòng)底膠噴涂機(jī),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(dòng)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(dǎo)軌連接,采用伺服電機(jī)傳動(dòng),導(dǎo)軌兩端安裝限位開關(guān),控制噴膠距離,伺服電機(jī)通過PLC控制環(huán)形噴頭運(yùn)行速度和往復(fù)次數(shù),以此控制噴膠次數(shù)。

在環(huán)形噴頭兩側(cè)加裝氣動(dòng)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(fù)次數(shù)以達(dá)到底膠所要求的厚度。環(huán)形噴膠頭分為上、下兩個(gè)斗圓噴膠頭,將要噴涂的產(chǎn)品置于托架上,噴涂底膠時(shí),通過PLC控制,合擾上、下噴膠頭,形成一個(gè)圓環(huán)狀,保證芯棒和金具的每個(gè)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)。回收的底膠通過一層濾網(wǎng)進(jìn)行過濾后,回收至底膠罐中,循環(huán)使用。

3全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)的優(yōu)勢

全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)能彌補(bǔ)目前復(fù)合絕緣子行業(yè)底膠涂抹工藝的缺點(diǎn),其優(yōu)勢具體如下:

(1）對(duì)打磨的芯棒進(jìn)行自動(dòng)清洗。(2）在涂底膠過程中,采用自制噴頭噴涂底膠,對(duì)不同型號(hào)產(chǎn)品設(shè)定參數(shù)和自動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)底膠全自動(dòng)噴涂,保證了所噴涂底膠厚度的均勻一致性。（3）利用該設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了底膠的自動(dòng)回收、過濾。（4）避免了工人操作過程中,人手對(duì)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(duì)利用全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行檢測,并與利用原底膠涂抹工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)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(yàn)及水?dāng)U散試驗(yàn)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(shè)備達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4結(jié)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(huì)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(hù)套粘接不牢、脫膠或埋下導(dǎo)電體顆粒,從而使產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí),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(fēng)險(xiǎn)。（3）有機(jī)復(fù)合絕緣子全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)在涂底膠過程中,采用自制噴頭噴涂底膠,對(duì)不同型號(hào)產(chǎn)品設(shè)定參數(shù)和自動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)底膠全自動(dòng)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(duì)利用全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)使用全自動(dòng)底膠噴涂機(jī)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(yàn)及水?dāng)U散試驗(yàn)中的溫升值、泄漏電流值大幅度降低,對(duì)產(chǎn)品解剖發(fā)現(xiàn)其粘接均勻、牢固。