一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝的製作方法

2023-07-17 01:50:41 1

一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟：(1)在互感器鐵芯上繞制一次繞組和二次繞組；(2)將互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥；(3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空；(4)將注塑料進行預熱，然後所述注塑料澆注在模具內；(5)關閉真空及震動；(6)破真空為常壓；(7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模。本發明的有益效果是：通過對注塑料提前預熱，避免產品注塑中產生氣泡，加大產品的局部放電量，通過電磁震動器對置於真空罐內注塑料進行震動，大大增加了注塑料的滲透填充和密實度，從而大大提高了互感器的電器絕緣性能及機械強度。
【專利說明】一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝

【技術領域】
[0001]本發明屬於互感器製備【技術領域】，尤其是涉及一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝。

【背景技術】
[0002]環氧樹脂自問世以來，以其粘結強度高、收縮率低、化學穩定性好、電絕緣性能優良、機械強度高、加工性能好等優點，在國防軍工、高壓電器、機械、輕工等領域得到廣泛應用，是重要的精細高分子材料之一。
[0003]在電氣絕緣行業，環氧樹脂是固體絕緣的主要原料，主要用於澆注和APG注射兩大工藝生產的互感器、固封極柱及絕緣製品等產品。目前大多樹脂廠家已將促進劑加到環氧樹脂中，生產加工時較為方便，澆注式電流互感器具有體積小、重量輕、精度高的優點，混合膠在一定溫度下，具有很好的流動性，可以填充細小的間隙，可以澆注成各種需要的形狀，把金屬機絕緣材料牢固地粘接在一起。但是在澆注工藝中存在產生大量的氣泡導致增大局部放電量的問題，這亟需研究人員對此工藝進行進一步改進。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的問題是提供一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，該工藝降低互感器的局放值，並提高了互感器的電器絕緣性能及機械強度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
[0006]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0007](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0008](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度110°c、乾燥時間1h ；
[0009](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空，真空度按產品的工藝要求而定，一般真空度控制在100-250Pa之間；
[0010](4)將注塑料進行預熱，然後所述注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在4?8分鐘，保壓時間為5?8分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0011](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0012](6)破真空為常壓；
[0013](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品O
[0014]所述步驟(4)所述注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述液態環氧樹脂的質量百分比為6%?10%，所述甲基四氫苯酐的質量百分比為5% _10%，所述固化劑的質量百分比為15%?25%，所述活性矽微粉的質量百分比為60%?70%，所述色漿的質量百分比為0.21%?0.30%。
[0015]所述步驟(6)採用通過自然方法進行，如通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓。
[0016]所述步驟(6)採用將空氣引入真空罐內的方法，向罐內注入約0.6MPa壓縮空氣，保持數分鐘，破罐內壓力至常壓。
[0017]所述步驟(7)中後固化工藝處理為:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。
[0018]本發明通過對注塑料提前預熱，避免產品注塑中產生氣泡，加大產品的局部放電量，大大提高互感器絕緣性能；本發明通過電磁震動器對置於真空罐內的互感器部件和環氧樹脂、甲基四氫苯酐等組成的注塑料進行震動，大大增加了注塑料的滲透填充和密實度，從而大大提高了互感器的電器絕緣性能及機械強度；通過對互感器鐵芯繞組和部件模具的預熱處理目的是為了除去互感器鐵芯繞組和部件模具的水分，防止澆注過程中產生大量的氣泡，避免加大產品的局部放電量。

【具體實施方式】
[0019]為了使環氧樹脂注體中不產生危險的應力，應該合理的選擇緩衝層的材料以及緩衝厚度，需要根據環氧樹脂體系的固化收縮率，鐵芯所承受的壓力、絕緣要求等因素，對鐵芯和一次銅排進行合理的包繞處理，使尖角及氣隙均包在銅箔層之內，能有效地排除尖端放電和氣隙放電。
[0020]對於繞注電流互感器來說，對環氧樹脂體系的要求較高，混合料必須滿足其流動性好，粘度適中，便於樹脂滲透層間，反應速度不易過快，防止大量的氣泡產生，內部應力較小，以提高產品的機械性能，內部應力較小，以提高產品的機械性能。為增加環氧樹脂與矽微粉的界面結合，易選用活性矽微粉。
[0021]互感器鐵芯繞組和部件模具的預熱處理目的是為了除去互感器鐵芯繞組和部件模具的水分，防止澆注過程中產生大量的氣泡，使產品製造過程中的節能降低成本，對互感器鐵芯繞組和部件模具的預熱條件進行研究。
[0022]環氧樹脂澆注工藝主要包括樹脂及填料處混-固化劑終混-真空澆注-固化-脫模後固化5個過程，澆注過程中，抽真空的目的都是為了更好地除去原料反應過程中產生的小分子氣體，避免產品中產生氣泡，加大產品的局部放電量，所以真空脫氣時間尤為重要，不可為了追求速度而縮短真空脫氣時間，這樣會使混合料的脫氣不充分，使得澆注體內不形成氣泡，同樣為了降低產品的局放，在澆注完成後需要維持一定的真空時間，以便產品內氣體排出。
[0023]實施例1
[0024]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0025](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0026](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度110°c、乾燥時間1h ；
[0027](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在120-130Pa之間；
[0028](4)將注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在5分鐘，保壓時間為5分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0029](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0030](6)破真空為常壓:通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓；
[0031](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0032](8)後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。後固化工藝應當採取由低至高的固化溫度和緩慢降溫的冷卻方式，可釋放體內部應力，避免微裂紋的出現。
[0033]所述步驟(4)中注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述的注塑料中液態環氧樹脂的質量百分比為7.7%，液態環氧樹脂的質量百分比為7.0%，固化劑叔胺的質量百分比為15%，活性矽微粉的質量百分比為70%，色漿的質量百分比為0.30%。
[0034]實施例2
[0035]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0036](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0037](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度110°c、乾燥時間14h ；
[0038](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在120-130Pa之間；
[0039](4)將注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在5分鐘，保壓時間為5分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0040](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0041](6)破真空為常壓:通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓；
[0042](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0043](8)後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。後固化工藝應當採取由低至高的固化溫度和緩慢降溫的冷卻方式，可釋放體內部應力，避免微裂紋的出現。
[0044]所述步驟(4)中注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述的注塑料中液態環氧樹脂的質量百分比為7.7%，液態環氧樹脂的質量百分比為7.0%，固化劑叔胺的質量百分比為15%，活性矽微粉的質量百分比為70%，色漿的質量百分比為0.30%。
[0045]實施例3
[0046]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0047](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0048](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度80°C、乾燥時間1h ；
[0049](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在120-130Pa之間；
[0050](4)將注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在5分鐘，保壓時間為5分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0051](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0052](6)破真空為常壓:通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓；
[0053](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0054](8)後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。後固化工藝應當採取由低至高的固化溫度和緩慢降溫的冷卻方式，可釋放體內部應力，避免微裂紋的出現。
[0055]所述步驟(4)中注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述的注塑料中液態環氧樹脂的質量百分比為7.7%，液態環氧樹脂的質量百分比為7.0%，固化劑叔胺的質量百分比為15%，活性矽微粉的質量百分比為70%，色漿的質量百分比為0.30%。
[0056]實施例4
[0057]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0058](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0059](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度80°C、乾燥時間14h ；
[0060](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在120-130Pa之間；
[0061](4)將注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在5分鐘，保壓時間為5分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0062](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0063](6)破真空為常壓:通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓；
[0064](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0065](8)後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。後固化工藝應當採取由低至高的固化溫度和緩慢降溫的冷卻方式，釋放體內部應力，避免微裂紋的出現。
[0066]所述步驟(4)中注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述的注塑料中液態環氧樹脂的質量百分比為7.7%，液態環氧樹脂的質量百分比為7.0%，固化劑叔胺的質量百分比為15%，活性矽微粉的質量百分比為70%，色漿的質量百分比為0.30%。
[0067]實施例5
[0068]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0069](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0070](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度110°c、乾燥時間1h ；
[0071](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在200-250Pa之間；
[0072](4)將預熱到60°C的注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在6分鐘，保壓時間為7分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0073](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0074](6)破真空為常壓採用通過自然方法進行，通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓。
[0075](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0076](8)後後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70?80°C。後固化工藝應當採取由低至高的固化溫度和緩慢降溫的冷卻方式，這是為了釋放體內部應力，避免微裂紋的出現。
[0077]所述步驟(4)中所述注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、活性矽微粉和固化劑，所述的注塑料中液態環氧樹脂的質量百分比為18%，固化劑叔胺的質量百分比為21%，活性矽微粉的質量百分比為60.79%，色漿的質量百分比為0.21%。
[0078]實施例6
[0079]一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，包括以下幾個步驟:
[0080](I)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組；
[0081](2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度110°c、乾燥時間1h ；
[0082](3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空I小時，真空度控制在220-250Pa之間；
[0083](4)用液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、固化劑以及活性矽微粉按一定比例配製成注塑料，並提前預熱至60°C，將所述注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料時間控制在6分鐘，保壓時間為8分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度；
[0084](5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動；
[0085](6)破真空為常壓:採用將空氣引入真空罐內的方法，向罐內注入約0.6MPa壓縮空氣，保持數分鐘，破罐內壓力至常壓；
[0086](7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品;
[0087](8)後固化工藝處理:將成型產品放入烘箱內烘烤I?2小時，烘箱溫度控制在70 ?80?。
[0088]所述步驟(4)中所述的注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，液態環氧樹脂的質量百分比為13%，甲基四氫苯酐的質量百分比為5%，固化劑叔胺的質量百分比為21%，活性矽微粉的質量百分比為60.79%，色漿的質量百分比為0.21%。
[0089]結果分析:
[0090]互感器鐵芯繞組和部件模具的預熱處理目的是為了除去互感器鐵芯繞組和部件模具的水分，防止澆注過程中產生大量的氣泡，使產品製造過程中的節能降低成本，對互感器鐵芯繞組和部件模具的預熱條件進行研究。實施例1-4主要選用溫度為80°C、11(TC，時間為10h、14h，共4組實驗條件，根據所選取的實驗條件對互感器鐵芯繞組和部件模具進行預熱處理，製造電流互感器，最終進行耐壓局放的測試，結果表明，隨溫度的提高，局放值在逐漸降低；80°C的處理條件，不論是1h還是14h，局放的平均值都相同，且都較大，這可能是在80°C條件下，互感器鐵芯繞組和部件模具的水分不能夠徹底的除去；110°C時，局放值隨著互感器鐵芯繞組和部件模具預熱時間的增加，局放值也降低，這說明較長時間的預處理有利於互感器鐵芯繞組和部件模具的乾燥，IlO0C /1h和110°C /14h兩種處理條件的局放值相差不大，從提高效率來看，應當選取110°C /1h0
[0091]實施例5-6中，注塑料的物質組成對互感器性能的影響進行了研究，經測驗，實施例6中，預熱後甲基四氫苯酐與液態環氧樹脂減小了注塑料粘度，減少了滲透填充時間，從而提聞了生廣效率。
[0092]本發明通過對注塑料提前預熱，避免產品注塑中產生氣泡，加大產品的局部放電量，大大提高互感器絕緣性能。
[0093]本發明通過電磁震動器對置於真空罐內的互感器部件和環氧樹脂、甲基四氫苯酐等組成的注塑料進行震動，大大增加了注塑料的滲透填充和密實度，從而大大提高了互感器的電器絕緣性能及機械強度。
[0094]以上對本發明的幾個實施例進行了詳細說明。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。
【權利要求】
1.一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，其特徵在於:包括以下幾個步驟: (1)在矽鋼片環形鐵芯上用二次數控繞線機繞制二次繞組，在所述二次繞組外安裝上銅箔層後，套上線圈骨架，在所述線圈骨架上用數控平行繞線機繞制一次繞組； (2)將已繞制好的互感器鐵芯繞組和部件模具充分乾燥，在真空乾燥罐內設定參數，設定溫度1101、乾燥時間10匕； (3)將乾燥後的互感器部件安裝在模具內並移入真空罐然後進行抽真空，真空度按產品的工藝要求而定，一般真空度控制在100-250？^！之間； (4)將注塑料進行預熱，然後所述注塑料澆注在模具內，注料壓力控制在0.?0.61？3，注料時間控制在4?8分鐘，保壓時間為5?8分鐘，同時開啟真空罐外側的電磁震動器，使澆注在互感器部件中的所述注塑料充分滲透填充及提高密實度； (5)按產品工藝要求保持至預定時間，然後關閉真空及震動； (6)破真空為常壓； (7)將模具取出，轉入後固化工藝處理後然後開模，即得到所需生產的互感器產品。
2.根據權利要求1所述的一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，其特徵在於:所述步驟(4)所述注塑料包括色漿、液態環氧樹脂、甲基四氫苯酐、活性矽微粉和固化劑，所述液態環氧樹脂的質量百分比為6%?10%，所述甲基四氫苯酐的質量百分比為5% -10%，所述固化劑的質量百分比為15%?25%，所述活性矽微粉的質量百分比為60%?70%，所述色漿的質量百分比為0.21%?0.30%。
3.根據權利要求1所述的一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，其特徵在於:所述步驟(6)採用通過自然方法進行，如通過真空罐上的閥門將空氣引入真空罐內洩壓。
4.根據權利要求1所述的一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，其特徵在於:所述步驟(6)採用將空氣引入真空罐內的方法，向罐內注入約0.61？3壓縮空氣，保持數分鐘，破罐內壓力至常壓。
5.根據權利要求1所述的一種真空環氧樹脂澆注式互感器的製備工藝，其特徵在於:所述步驟(7)中後固化工藝處理為:將成型產品放入烘箱內烘烤1?2小時，烘箱溫度控制在70?80。匕
【文檔編號】H01F41/00GK104319088SQ201410531744
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】苗文全 申請人:天津市濱海紐泰克電氣有限公司