摘

要：針對目前復(fù)合絕緣子底膠涂抹工藝存在的缺陷，研發(fā)出了一款全自動底膠噴涂機(jī)，可減少人工操作因素干擾，嚴(yán)格控制底膠涂抹質(zhì)量，大大提高了復(fù)合絕緣子硅橡膠傘裙護(hù)套與中間環(huán)氧樹脂纖維棒和連接金具的粘接穩(wěn)定性，減少了因絕緣子粘接性能不穩(wěn)定導(dǎo)致的電氣問題，降低了線路運(yùn)行事故的發(fā)生率。關(guān)鍵詞：偶聯(lián)劑；底膠；粘接性能；電氣性能；復(fù)合絕緣子

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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)的材料連接成一個整體，從而滿足有機(jī)復(fù)合絕緣子的實用功能。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，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。在復(fù)合絕緣子的實際應(yīng)用中，每年均會發(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，而本文研發(fā)的有機(jī)復(fù)合絕緣子底膠全自動噴涂機(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)驗判斷是否需要再次涂抹底膠。其整個工藝操作步驟如下：（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)備對金具、芯棒涂抹底膠；（3）對金具涂抹底膠，對芯棒涂抹底膠；（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：（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0.5

μm。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)。這些均會導(dǎo)致介面粘接不牢，產(chǎn)品在高電壓電場中運(yùn)行時，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，故打磨時產(chǎn)生的粉塵會粘附在芯棒上，會造成一個個底膠粘接盲點，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。（4）工人在涂膠過程中，由于手套上會粘附生膠、汗?jié)n或油污，會對芯棒、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，底膠會變臟，溶劑揮發(fā)，對產(chǎn)品粘接性能造成不良影響。2

全自動底膠噴涂機(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。因為底膠涂抹時的涂層厚度和涂抹均勻性對粘接性能影響較大，所以制造過程中底膠涂抹不好會導(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，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、下兩個斗圓噴膠頭，將要噴涂的產(chǎn)品置于托架上，噴涂底膠時，通過PLC控制，合擾上、下噴膠頭，形成一個圓環(huán)狀，保證芯棒和金具的每個環(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

全自動底膠噴涂機(jī)的優(yōu)勢全自動底膠噴涂機(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，其優(yōu)勢具體如下：（1）對打磨的芯棒進(jìn)行自動清洗；（2）在涂底膠過程中，采用自制噴頭噴涂底膠，對不同型號產(chǎn)品設(shè)定參數(shù)和自動程序，實現(xiàn)底膠全自動噴涂，保證了所噴涂底膠厚度的均勻一致性。（3）利用該設(shè)備，實現(xiàn)了底膠的自動回收、過濾。（4）避免了人工操作過程中，人手對產(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。通過對利用全自動底膠噴涂機(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)品工頻試驗及水?dāng)U散試驗的溫升值、泄漏電流值大幅度降低，經(jīng)解剖的產(chǎn)品粘接均勻、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，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。（3）有機(jī)復(fù)合絕緣子全自動底膠噴涂機(jī)在涂底膠過程中，采用自制噴頭噴涂底膠，對不同型號產(chǎn)品設(shè)定參數(shù)和自