固封极柱制造工艺分析论文.doc

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1、固封极柱制造工艺分析一、引言在屮圧领域，特别在12kV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工艺将真空火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，由于真空火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，导电冋路可靠性增高，其应用I」趋广泛。二、固封极柱介绍2.1固封极柱基木结构1.固封极柱主要由

2、真空火弧室、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11.散热片2.真空灭弧室3.环氧树脂层4.绝缘拉杆5.固定嵌件6.下出线座7.上出线廉图1固封极林基木结构示意图2.2生产工艺忖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T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，再将火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示放入预制的环氧树脂绝缘筒内固定锁紧，然麻在真空灭弧

3、室与绝缘筒的河隙内灌入硅橡胶固化成根。木文所涉及的内容是固封极柱制造T艺，详细的工艺流程图如下图，何装、入库混合料、固化设备、嵌件、工具的准备及模具检查装村杆檢輪槿具洁到！沖対成型曲樟、修补检涮樟潟■恭樟I_外观检杳、+Tfe打磨注料口、三、模具要求3.1模具对于采用APG丁•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

4、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WO.05mmo四、环氧树脂混合料配制4.1原材料要求APGT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M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，由于产品成型过程屮会受到外界环境等不确定因索的影响，要求材料的工艺性能良好，具有校宽的适用范围，以降

5、低温度、湿度等不确定因索的影响稈度。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lo表1性能指标范围检验标准拉伸强度，N/mm275^85GB/T2567-2008弯曲强度，MPa110^130冲击强度,kJ/m29T1凝胶时间（130°C）/min10^30GB/T12007.7-1989玻璃化转变温度，°C110*^120GB/T口99&：1989吸水性，重量变化60min/100°C0.1~0.2GB/T1034-20083.2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

6、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PaW100混料罐温度r30-40转速r/min35脱气时间min90〜120四、零部件准备5.1清洗真空灭弧室、上出线廉、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,除掉汕污及灰尘。5.2单极装配单极装配是真空灭弧室与上、下出线廉等零部件的装配体，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310mmo3.3预热在预热模具的同时，将嵌件及

7、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°Co5.4涂偶联剂五、APG浇注5.1APG技术简介APG技术即环氧树脂自动压力凝胶成型技术（TheAutorraticPressure（felation）,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

8、芯的结构特点，更适合采用APG技术生产。5.2工艺参数单位要求注射压力MPa0.14-0.18注满时间min8-10保压压力MPa0.3-0.4保压时间（含注满时间）min30-32六、后固化隧道式固化炉参数设置:第一温区130°C,第二温区是135°C,第三温区是140°C,第四温区定130°C,第五