Sammenligning af fordele og ulemper mellem to processer til fremstilling af silikoneisolatorer: Fitting crimping før silikonecoating vs fitting crimping efter silikonecoating

I fremstillingen af ​​silikoneisolatorer er de to kerneprocesveje-"krympning af fittings først og indkapsling af silikone"(herefter omtalt som "krympning-første indkapsling") og"indkapsling af silikone først og derefter krympning af fittings"(herefter benævnt "indkapsling-første krympning")-afviger i rækkefølgen af ​​at kombinere fittings med silikone. Denne forskel påvirker direkte produktets ydeevne, produktionseffektivitet, omkostninger og relevante scenarier. Nedenfor er en komparativ analyse af de to processer ud fra tre dimensioner:fordele, ulemper og anvendelige scenarier.

I. Kernekoncepter og proceslogik

Før sammenligningen er det nødvendigt at afklare funktionerne af to nøglekomponenter:

Beslag: Metalforbindelser til isolatorer, ansvarlige for at overføre mekaniske belastninger (f.eks. spænding, drejningsmoment) og forbinde ledere til forsyningsstænger. De skal danne en stærk "mekanisk + tætning" binding med silikone.

Silikone: Den isolerende hoveddel af isolatorer, som skal have fremragende vejrbestandighed og isoleringsegenskaber. Derudover skal grænsefladen mellem silikone og fittings være mellemrum-fri for at forhindre regnvand og støv i at trænge ind, hvilket kan føre til elektrisk nedbrud eller mekanisk fejl.

De grundlæggende logiske forskelle mellem de to processer er som følger:

Krympning-første indkapsling: Først fastgøres fittings (f.eks. endefittings, sorteringsringe) til kernestangen (en kernestang af glasfiber/epoxyharpiks, isolatorens bærende-bærende ramme) via krympning. Derefter vikles flydende silikone rundt om den kombinerede kernestang + fittingsenhed gennem sprøjtestøbning, kompressionsstøbning eller andre metoder for at danne et isolerende lag.

Indkapsling-første krympning: Først vikles silikone rundt om kernestangen for at danne et isolerende lag. Derefter muffes fittings over enden af ​​det støbte silikoneisoleringslag og fastgøres via krympning for at forbinde fittings med kernestangen.

II. Sammenligning af fordele og ulemper ved de to processer

1. Krympning af fittings først og derefter indkapsling af silikone (krympning-første indkapsling)

Fordele

Overlegen grænsefladeforsegling og isoleringsydelse

Efter at fittings er krympet og fastgjort til kernestangen, er de fuldt indkapslet af silikone. Silikone kan direkte udfylde krympemellemrummene mellem fittings og kernestangen, såvel som små fordybninger på fittingsoverfladen, hvilket danner en integreret "fitting-silikone-core stang"-struktur uden mellemrum. Denne struktur blokerer fuldstændigt for infiltration af regnvand, fugt og forurenende stoffer i grænsefladen, hvilket reducerer risikoen for "grænsefladenedbrud"-en af ​​de mest almindelige fejltilstande for isolatorer- og sikrer en højere isoleringspålidelighed.

Mere stabil mekanisk styrke

Krympningen af ​​fittings til kernestangen er en "direkte mekanisk forbindelse." Krimpekvaliteten (f.eks. krympedybde, klemkraft) kan testes på forhånd (f.eks. spændingstest, røntgenfejldetektion). Den efterfølgende indkapslingsproces påvirker ikke forbindelsesstyrken mellem fittings og kernestangen og undgår mekanisk belastningstransmissionsfejl (f.eks. fittingsløsning, kernestangsbrud) forårsaget af silikoneskader under krympning.

Højere produktkonsistens

Placeringen af ​​beslag er fastsat på forhånd. Under indkapslingen kan den relative position mellem fittings og silikone styres præcist ved hjælp af forme, hvilket forhindrer problemer som fitting offset og ujævn silikonetykkelse. Denne proces er særligt velegnet til højspændingsisolatorer (f.eks. 110kV og derover), der kræver streng kontrol over placeringen af ​​sorteringsringe og tykkelsen af ​​isolerende lag.

Ulemper

Mere kompleks produktionsproces og højere omkostninger

Der kræves en yderligere for-proces med "krympning af kernestang-tilpasning". Efter krympning skal monteringsoverfladen forbehandles (f.eks. sandblæsning til fjernelse af rust, belægning med primer for at forbedre vedhæftningen til silikone), hvilket resulterer i 2-3 flere procestrin end indkapsling-første krympning. Dette øger investeringer i udstyr (f.eks. krympemaskiner, forbehandlingsudstyr) og lønomkostninger.

Større vanskelighed ved indkapslingsprocessen og tilbøjelig til defekter

Krympede fittings (især dem med kantede eller rillede strukturer) øger silikonens strømningsmodstand. Hvis formdesignet er urimeligt, eller injektionsparametre (f.eks. temperatur, tryk) ikke er korrekt kontrolleret, kan der opstå defekter såsom luftbobler og ufuldstændig fyldning omkring beslagene. Dette kræver mere præcise forme og processtyring (f.eks. vakuumsprøjtestøbning).

Høje omarbejdningsomkostninger

Hvis der opdages problemer med krympningskvaliteten (f.eks. beskadigelse af kernestangen, utilstrækkelig spændekraft) efter indkapsling, skal silikonelaget destrueres til efterbearbejdning, hvilket næsten resulterer i skrotning af hele halvfabrikata-. Omarbejdningshastigheden er meget højere end den for indkapsling-første krympning.

2. Indkapsling af silikone først og derefter krympning af fittings (indkapsling-først krympning)

Fordele

Enkel produktionsproces og høj effektivitet

Der kræves ingen for-krympning eller tilpasning af for-forbehandling. Kernestangen er direkte indkapslet med silikone for at danne det isolerende lag, og fittings muffes kun over silikoneenderne og krympes efterfølgende. Antallet af processer er reduceret med mere end 30 %, hvilket gør det velegnet til masseproduktion (f.eks. lavspændings-strømfordelingsisolatorer). Produktionscyklussen er 1/3 kortere end den for crimpning{11}}første indkapsling.

Stabil indkapslingsproces og lav defektrate

Kernestangens overflade er glat (uden fremspringende beslag), så silikonens strømningsmodstand er lav. Der kan anvendes konventionelle kompressionsstøbnings- eller ekstruderingsprocesser, som er mindre tilbøjelige til defekter såsom luftbobler og ufuldstændig fyldning. Produktkvalifikationsraten er normalt 5 %-10 % højere end for crimping-first-indkapsling, og processens fejlfindingsvanskeligheder er lav.

Fleksibel efterbearbejdning og lave omkostninger

Hvis der konstateres tilpasningsproblemer (f.eks. krympeforskydning) efter krympning, kan fittings fjernes direkte (silikone har en vis elasticitet og beskadiges ikke let efter krympning). Nye fittings kan udskiftes og gen-krympes uden at ødelægge silikonelaget. Omarbejdningsomkostningerne er kun 1/10 af prisen for krympning-første indkapsling.

Lav udstyrsinvestering og adgangsbarriere

Der kræves ingen dedikerede crimpemaskiner eller passende for-forbehandlingsudstyr-kun indkapslingsforme og simple crimpeværktøjer (f.eks. manuel/pneumatisk krympetang) er påkrævet. Den oprindelige udstyrsinvestering er 40 %-60 % lavere end den for crimping-første indkapsling, hvilket gør den velegnet til små og mellemstore virksomheder.

Ulemper

Dårlig grænsefladeforsegling og høj isoleringsrisiko

Fittings er krympet på ydersiden af ​​silikone, så grænsefladen mellem silikone og fittings er en "post-formet binding", der ikke kan udfylde små huller på fittingen eller silikoneoverfladen. Regnvand og fugt kan nemt trænge ind gennem grænsefladen, hvilket kan forårsage grænsefladekrybning (nedsat isoleringsydelse) eller endda elektrisk nedbrud under lang-brug. Denne proces er ikke egnet til isolatorer med høj-spænding (f.eks. 220 kV og derover) eller dem, der bruges i forurenede miljøer med høj-fugtighed.

Mekanisk styrke er afhængig af silikone og tilbøjelig til at fejle

Et relativt højt tryk (normalt 10-30MPa) er påkrævet for at krympe fittings. Hvis silikonehårdheden er utilstrækkelig (f.eks. Shore hårdhed < 60) eller tykkelsen er ujævn, kan krympetrykket forårsage lokal deformation eller revnedannelse af silikonen, hvilket beskadiger kraftoverførselsvejen mellem fittings og kernestangen. Under længerevarende mekaniske belastninger (f.eks. ledervægt, vindbelastning) kan der forekomme fittingsløsninger eller silikonerivning.

Begrænset produktpræcision

Indkapsling-første krympning gør det vanskeligt præcist at kontrollere koaksialiteten mellem fittings og silikone (f.eks. forskydning af sorteringsringe), hvilket kan føre til ujævn elektrisk feltfordeling på isolatoren, øge den lokale elektriske feltstyrke og reducere corona-startspændingen. Denne proces er ikke egnet til højspændingsisolatorer, der kræver streng fordeling af elektriske felter.

III. Sammenligning af relevante scenarier

Baseret på ovenstående fordele og ulemper adskiller de gældende scenarier for de to processer sig væsentligt, som vist i nedenstående tabel:

IV. Konklusion: Kernegrundlag for procesvalg

Valget mellem de to processer balancerer i det væsentlige"ydelseskrav"og"omkostnings-effektivitet":

Hvis produktet skal opfyldeshøje-spændings- og høje-pålidelighedskrav(f.eks. transmissionsledningsisolatorer), og budgettet er tilstrækkeligt, foretrækkes "krympning-første indkapsling". Denne proces sikrer grænsefladeforsegling og mekanisk styrke gennem komplekse procedurer.

Hvis produktet er tillav-spænding, masseproduktion(f.eks. strømfordelingsisolatorer) og prisfølsomme-, "indkapsling-første krympning" er velegnet. Det forbedrer effektiviteten og reducerer omkostningerne ved at forenkle processen.

Med udviklingen af ​​procesteknologi er der desuden opstået en "forbedret indkapslings-første krympning"-proces i industrien (f.eks. påføring af specielle klæbemidler ved fitting-silikonegrænsefladen, vedtagelse af trinvise krympestrukturer), som delvist kan forbedre tætningsydelsen. Det kan dog stadig ikke fuldt ud erstatte fordelene ved at "krympe-første indkapsling" i høj-scenarier.