550kV空心复合绝缘子注射对接工艺改进研究

李彩娜 段延伟 李壮优 杨青箐 吴林举

摘 要：空心复合绝缘子是开关设备的核心零部件，其运行的稳定性直接关系到高压开关的安全运行，对电网的安全运行至关重要。本文主要分析550kV空心复合绝缘子注射对接工艺存在的问题，并提出改进措施，以期为高电压等级产品生产提供指导。

关键词：550kV空心复合绝缘子;对接;工艺改进

中图分类号：TQ320.662文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）32-0044-02

Improvement of Injection Docking Technology for

550kV Hollow Composite Insulator

LI Caina DUAN Yanwei LI Zhuangyou YANG Qingqing WU Linju

（Henan Pinggao Electric Co.， Ltd.，Pingdingshan Henan 467001）

Abstract： Hollow composite insulators are the core components of switchgear. The stability of their operation is directly related to the safe operation of high-voltage switches， which is very important to the safe operation of power grid. This paper mainly analysed the problems existing in the injection butting process of 550kV hollow composite insulators， and put forward the improvement measures， in order to provide guidance for the production of high voltage products.

Keywords： 550kV hollow composite insulators;docking;process improvement

1 研究背景

随着电力工业的发展，复合绝缘子的需求量呈现大幅增长的趋势。作为电力设备的配套产品，复合绝缘子被广泛应用于断路器、灭弧室套管、封闭式组合电器、电流互感器和电压互感器等高压开关设备。与传统瓷绝缘子相比，复合绝缘子具有抗震和耐湿污性能优异、强度高、重量轻、运行维护方便、不易破碎等优势[1]。

在高压开关设备上配备复合空心绝缘子是保证设备安全所采取的有效措施之一。目前，在高压开关设备上使用的550kV空心复合绝缘子是一种高电压等级产品，由于电压等级高、制品尺寸大等特点，因此在注射生产过程中需要进行分段注射。而在分段注射过程中，由于注射压力大、胶料冲量大，容易出现接头部位冲胶导致的伞裙变形及伞裙表面出现气泡等缺陷。针对上述现象，本文旨在对550kV空心复合绝缘子注射对接工艺进行改进研究，以有效避免各种注射成型缺陷，保证生产质量的同时，大大提高生产效率。

2 伞裙注射工艺

550kV空心复合绝缘子采用注射成型，由于其体积大，需进行分段对接。为保证伞裙护套注射成型完好性，需要进行工艺参数的设定和工艺过程的控制。

伞裙护套注射成型过程需要进行以下参数的设定。

①塑化。将混炼后的硅橡胶加入设备塑化缸中进行加热与软化，便于胶料顺利进入模腔。温度低胶料流动性差，不易注入模腔，造成注射时间过长，温度过高，从而使胶料出现前期的焦烧硫化现象，影响硅橡胶的硫化性能。

②注射量。设备分为上下两个注射缸，采用同步注射。注射压力与注射速度：高温硅橡胶需要在一定压力和速度条件下才能进入模腔，分三段注射，通过在不同压力及速度条件下测试，确定注射压力、速度，确定适合的注射参数。若压力和速度过小，注射时间会延长，达到一定程度时，先注射进模腔内的胶料会在制品表面形成焦烧或老化现象。若速度和压力过大，胶料进入模腔的速度过快，模腔内部分气体不能及时排出，造成伞裙表面缺陷即气泡。因此，注射速度与注射压力的相互配合是十分关键的。

③硫化温度。伞裙护套硫化温度控制在135℃±5℃。在此温度条件下，橡胶的硫化速度较快，同时硅橡胶又具有较长的焦烧时间，能保证注入模腔的硅橡胶结构完整，性能良好。温度较低时，硫化时间加长，影响生产效率;温度过高时，焦烧时间过短，脱模时容易造成伞裙撕裂，影响产品外观。

④硫化时间。硅橡胶的硫化时间设置为60min。此时，硅橡胶硫化过程处于平稳硫化阶段，各项性能均达到最佳程度。

⑤排气次数：注射过程容易造成气体封闭在模腔内，需要在注射后进行排气，将型腔内残留气体排出。

伞裙护套注射需要对以下工艺过程进行控制：①清理模腔，涂抹脱模剂，保证硅橡胶伞裙护套能顺利从模腔脱出;②注射前打开模具，在玻璃纤维缠绕管表面均匀涂抹偶联剂，并进行预热，待缠绕管表面温度达到90℃以上，保证硅橡胶与玻璃纤维缠绕管的黏结强度;③二段注射对接时，应把接头定位伞准确无误地填入模腔，同时要对正制品合模线，使一段成型制品的合模线与模具分型面一致，从而保证制品外观漂亮。

3 550kV空心复合绝缘子注射对接工艺过程中存在的问题

550kV空心复合绝缘子，由于高温硅橡胶混炼胶具有硬度高、流动性差的特点，注射过程中注射压力大，胶料的冲量大，容易出现以下缺陷。

3.1 伞裙变形

硅橡胶注入模具型腔后，在高温高压下胶料会向密封薄弱处流动，定位接头伞是已硫化完成的硅橡胶，富有弹性。此时，胶料在高压下会被压进定位伞模腔内，待硫化后就附着在已成型的伞叶表面，形成冲胶，造成定位伞变形，见图1。严重时，胶料在高压下将伞叶穿透，形成裂口现象。

3.2 气泡

橡胶熔体在填充模具型腔的过程中，同时要排出型腔及流道原有的空气。除此之外，橡胶熔体会产生微量的分解气体，这些气体必须及时排出，否则被压缩的气体将会产生高温，将橡胶溶体接触表面硫化，造成制品在该部位的强度降低或外观产生气泡（见图2），甚至出现充模不满等现象。

4 550kV空心复合绝缘子注射对接工艺过程中革新举措

4.1 接头部位出现冲胶现象，致使接头伞变形冲裂的解决措施

①减小接头定位伞底部与模腔配合间隙。定制模具时，要求定位伞底部模腔内径比制品底部外径小0.5mm，使模腔紧压接头定位伞底部。②减小模具受力分型面，使多余胶料能迅速从分型面向外排出，减小接头处伞裙受压。

4.2 制品傘裙表面气泡缺陷解决措施

①减小多余胶料向外排出的流动距离。②选择合适位置的注射嘴。选择注射嘴时，要使上下注射嘴互相错位注射，增大交叉距离，且上下注射嘴开通数量一致，保证绝缘管子上下受力均等，且胶料将模腔各个部位同时充满。模具注射嘴位置选择见图3。

综上所述，550kV空心复合绝缘子分段对接成型工艺的优化，避免了各种注射成型缺陷，注射工序一次交验合格率达到95%以上，有效提高了生产效率，大大缩短了生产周期，对高电压等级产品生产具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]关志成，彭功茂，王黎明，等.复合绝缘子的应用及关键技术研究[J].高电压技术，2011（3）：513-519.