固封极柱制造工艺分析论文.doc

固封极柱制造工艺分析 引言 在中压领域，特别在12 kV 级，真空断路器已成为主流产品，真空断路器的极柱绝缘经历了空气绝缘-复合绝缘-固封绝缘。第三代绝缘也就固封极柱，它通过 APG 工艺将真空灭弧室及导电端子等零件用环氧树脂固化连结成一体的集成式极柱，由于真空灭弧室被包封在环氧树脂之中，几乎不受外界污秽、潮气等的不良影响，另外环氧树脂不仅作为灭弧室的主绝缘，而且又是灭弧室的机械支撑，电场分布优于传统装配式的极柱，同时，结构零件数量减少，导电回路可靠性增高，其应用日趋广泛。 固封极柱介绍 2.1固封极柱基本结构 固封极柱主要由真空灭弧室、上出线座、下出线座、散热片、绝缘拉杆、固定嵌件、环氧树脂层组成，见下图1。 图1 固封极柱基本结构示意图 2.2生产工艺 目前固封极柱依生产工艺流程的不同又进一步细分为以ABB为代表的固封极柱和以SIEMENS为代表的灌封极柱，两种极柱生产工艺简介如下： 固封极柱：先在真空灭弧室表面硫化一层硅橡胶，再将灭弧室与导电件装配后放入模具浇注环氧树脂材料固化成型。 灌封极柱：将真空灭弧室与导电件装配后放入预制的环氧树脂绝缘筒内固定锁紧，然后在真空灭弧室与绝缘筒的间隙内灌入硅橡胶固化成型。 本文所涉及的内容是固封极柱制造工艺，详细的工艺流程图如下图， 模具要求 3.1模具对于采用APG工艺生产的固封极柱质量十分重要，尤其是外观质量。适合环氧树脂APG工艺的模具，要求模具腔体密封性好，模腔的光洁度高，脱模方便，进料口在模具的侧下部，模具上部留有排气槽。 3.2模具的安装顺序一般为下抽芯、静模、动模、上抽芯，模具安装检查：注意观察动静模定位销和下抽芯定位销，确保位于定位孔的中心。闭合动静模及上、下抽芯并加压至模具保压状态，用塞尺检查模具的合模缝，确保合模缝间隙≦0.05mm。 四、环氧树脂混合料配制 4.1原材料要求 APG工艺对环氧树脂混合料提出了比真空浇注材料更高的技术要求，即室温下稳定，高温下反应活性高，能迅速凝胶化，固化周期短，抗开裂性能和冲击性能好，对机械和电气应力具有很高的抵抗强度。固封极柱内部机构较为复杂，嵌件较大，使该产品对材料的抗开裂性能要求高，由于产品成型过程中会受到外界环境等不确定因素的影响，要求材料的工艺性能良好，具有较宽的适用范围，以降低温度、湿度等不确定因素的影响程度。适用于固封极柱的APG浇注环氧树脂材料体系性能指标见表1。 表1 性能指标 范围 检验标准 拉伸强度，N/mm2 75~85 GB/T 2567-2008 弯曲强度，MPa 110~130 冲击强度，kJ/m2 9~11 凝胶时间（130℃）/min 10~30 GB/T 12007.7-1989 玻璃化转变温度，℃ 110~120 GB/T?11998-1989 吸水性，重量变化60min/100℃ 0.1~0.2 GB/T 1034-2008 4.2混合料配制工艺参数 在进行APG浇注前需进行环氧树脂混合料的配制，环氧树脂混合料的配制是指将环氧树脂、固化剂、填料、色粉混合均匀、彻底脱气的过程，采用搅拌混料装置进行混合料配制工艺参数见下表2 表2 工艺参数 单位 要求 真空度 Pa ≤100 混料罐温度 ℃ 30-40 转速 r/min 35 脱气时间 min 90～120 零部件准备 5.1清洗 真空灭弧室、上出线座、下出线座、嵌件等需嵌入环氧树脂的部件在浇注前要用酒精进行一次清洗，除掉油污及灰尘。 5.2单极装配 单极装配是真空灭弧室与上、下出线座等零部件的装配体，装配是需确保装配后的单极装配上、下出线座端面平行，上、下出线座中心距达到310mm。 5.3预热 在预热模具的同时，将嵌件及经过清理过的真空灭弧室放在烤箱内预热，预热时间不少于30min，最后将真空灭弧室及嵌件整体预热温度达到160℃。 5.4 涂偶联剂 APG浇注 5.1 APG技术简介 APG技术即环氧树脂自动压力凝胶成型技术(The Automatic Pressure Gelation)， 主要应用于生产中高压环氧树脂绝缘制品。其特点为可将环氧树脂绝缘制品的生产周期从传统真空浇注所需的十几个小时缩短到十几分钟，并较好地控制放热效应，有利于补偿因固化反应而引起的收缩，且具有极好的尺寸稳定性和很高的机械强度等优点。固封极柱具有形状复杂、壁薄、多方位抽芯的结构特点，更适合采用AP