一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤：(1)在互感器铁芯上绕制一次绕组和二次绕组；(2)将互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥；(3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空；(4)将注塑料进行预热，然后所述注塑料浇注在模具内；(5)关闭真空及震动；(6)破真空为常压；(7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模。本发明的有益效果是：通过对注塑料提前预热，避免产品注塑中产生气泡，加大产品的局部放电量，通过电磁震动器对置于真空罐内注塑料进行震动，大大增加了注塑料的渗透填充和密实度，从而大大提高了互感器的电器绝缘性能及机械强度。
【专利说明】一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于互感器制备【技术领域】，尤其是涉及一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺。
【背景技术】
[0002]环氧树脂自问世以来，以其粘结强度高、收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性能优良、机械强度高、加工性能好等优点，在国防军工、高压电器、机械、轻工等领域得到广泛应用，是重要的精细高分子材料之一。
[0003]在电气绝缘行业，环氧树脂是固体绝缘的主要原料，主要用于浇注和APG注射两大工艺生产的互感器、固封极柱及绝缘制品等产品。目前大多树脂厂家已将促进剂加到环氧树脂中，生产加工时较为方便，浇注式电流互感器具有体积小、重量轻、精度高的优点，混合胶在一定温度下，具有很好的流动性，可以填充细小的间隙，可以浇注成各种需要的形状，把金属机绝缘材料牢固地粘接在一起。但是在浇注工艺中存在产生大量的气泡导致增大局部放电量的问题，这亟需研究人员对此工艺进行进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是提供一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，该工艺降低互感器的局放值，并提高了互感器的电器绝缘性能及机械强度。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0007](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0008](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度110°c、干燥时间1h ；
[0009](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空，真空度按产品的工艺要求而定，一般真空度控制在100-250Pa之间；
[0010](4)将注塑料进行预热，然后所述注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在4?8分钟，保压时间为5?8分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0011](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0012](6)破真空为常压；
[0013](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品O
[0014]所述步骤(4)所述注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述液态环氧树脂的质量百分比为6%?10%，所述甲基四氢苯酐的质量百分比为5% _10%，所述固化剂的质量百分比为15%?25%，所述活性硅微粉的质量百分比为60%?70%，所述色浆的质量百分比为0.21%?0.30%。
[0015]所述步骤(6)采用通过自然方法进行，如通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压。
[0016]所述步骤(6)采用将空气引入真空罐内的方法，向罐内注入约0.6MPa压缩空气，保持数分钟，破罐内压力至常压。
[0017]所述步骤(7)中后固化工艺处理为:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。
[0018]本发明通过对注塑料提前预热，避免产品注塑中产生气泡，加大产品的局部放电量，大大提高互感器绝缘性能；本发明通过电磁震动器对置于真空罐内的互感器部件和环氧树脂、甲基四氢苯酐等组成的注塑料进行震动，大大增加了注塑料的渗透填充和密实度，从而大大提高了互感器的电器绝缘性能及机械强度；通过对互感器铁芯绕组和部件模具的预热处理目的是为了除去互感器铁芯绕组和部件模具的水分，防止浇注过程中产生大量的气泡，避免加大产品的局部放电量。
【具体实施方式】
[0019]为了使环氧树脂注体中不产生危险的应力，应该合理的选择缓冲层的材料以及缓冲厚度，需要根据环氧树脂体系的固化收缩率，铁芯所承受的压力、绝缘要求等因素，对铁芯和一次铜排进行合理的包绕处理，使尖角及气隙均包在铜箔层之内，能有效地排除尖端放电和气隙放电。
[0020]对于绕注电流互感器来说，对环氧树脂体系的要求较高，混合料必须满足其流动性好，粘度适中，便于树脂渗透层间，反应速度不易过快，防止大量的气泡产生，内部应力较小，以提高产品的机械性能，内部应力较小，以提高产品的机械性能。为增加环氧树脂与硅微粉的界面结合，易选用活性硅微粉。
[0021]互感器铁芯绕组和部件模具的预热处理目的是为了除去互感器铁芯绕组和部件模具的水分，防止浇注过程中产生大量的气泡，使产品制造过程中的节能降低成本，对互感器铁芯绕组和部件模具的预热条件进行研究。
[0022]环氧树脂浇注工艺主要包括树脂及填料处混-固化剂终混-真空浇注-固化-脱模后固化5个过程，浇注过程中，抽真空的目的都是为了更好地除去原料反应过程中产生的小分子气体，避免产品中产生气泡，加大产品的局部放电量，所以真空脱气时间尤为重要，不可为了追求速度而缩短真空脱气时间，这样会使混合料的脱气不充分，使得浇注体内不形成气泡，同样为了降低产品的局放，在浇注完成后需要维持一定的真空时间，以便产品内气体排出。
[0023]实施例1
[0024]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0025](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0026](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度110°c、干燥时间1h ；
[0027](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在120-130Pa之间；
[0028](4)将注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在5分钟，保压时间为5分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0029](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0030](6)破真空为常压:通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压；
[0031](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0032](8)后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。后固化工艺应当采取由低至高的固化温度和缓慢降温的冷却方式，可释放体内部应力，避免微裂纹的出现。
[0033]所述步骤(4)中注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述的注塑料中液态环氧树脂的质量百分比为7.7%，液态环氧树脂的质量百分比为7.0%，固化剂叔胺的质量百分比为15%，活性硅微粉的质量百分比为70%，色浆的质量百分比为0.30%。
[0034]实施例2
[0035]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0036](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0037](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度110°c、干燥时间14h ；
[0038](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在120-130Pa之间；
[0039](4)将注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在5分钟，保压时间为5分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0040](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0041](6)破真空为常压:通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压；
[0042](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0043](8)后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。后固化工艺应当采取由低至高的固化温度和缓慢降温的冷却方式，可释放体内部应力，避免微裂纹的出现。
[0044]所述步骤(4)中注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述的注塑料中液态环氧树脂的质量百分比为7.7%，液态环氧树脂的质量百分比为7.0%，固化剂叔胺的质量百分比为15%，活性硅微粉的质量百分比为70%，色浆的质量百分比为0.30%。
[0045]实施例3
[0046]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0047](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0048](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度80°C、干燥时间1h ；
[0049](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在120-130Pa之间；
[0050](4)将注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在5分钟，保压时间为5分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0051](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0052](6)破真空为常压:通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压；
[0053](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0054](8)后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。后固化工艺应当采取由低至高的固化温度和缓慢降温的冷却方式，可释放体内部应力，避免微裂纹的出现。
[0055]所述步骤(4)中注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述的注塑料中液态环氧树脂的质量百分比为7.7%，液态环氧树脂的质量百分比为7.0%，固化剂叔胺的质量百分比为15%，活性硅微粉的质量百分比为70%，色浆的质量百分比为0.30%。
[0056]实施例4
[0057]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0058](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0059](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度80°C、干燥时间14h ；
[0060](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在120-130Pa之间；
[0061](4)将注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在5分钟，保压时间为5分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0062](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0063](6)破真空为常压:通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压；
[0064](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0065](8)后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。后固化工艺应当采取由低至高的固化温度和缓慢降温的冷却方式，释放体内部应力，避免微裂纹的出现。
[0066]所述步骤(4)中注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述的注塑料中液态环氧树脂的质量百分比为7.7%，液态环氧树脂的质量百分比为7.0%，固化剂叔胺的质量百分比为15%，活性硅微粉的质量百分比为70%，色浆的质量百分比为0.30%。
[0067]实施例5
[0068]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0069](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0070](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度110°c、干燥时间1h ；
[0071](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在200-250Pa之间；
[0072](4)将预热到60°C的注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在6分钟，保压时间为7分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0073](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0074](6)破真空为常压采用通过自然方法进行，通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压。
[0075](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0076](8)后后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70?80°C。后固化工艺应当采取由低至高的固化温度和缓慢降温的冷却方式，这是为了释放体内部应力，避免微裂纹的出现。
[0077]所述步骤(4)中所述注塑料包括色浆、液态环氧树脂、活性硅微粉和固化剂，所述的注塑料中液态环氧树脂的质量百分比为18%，固化剂叔胺的质量百分比为21%，活性硅微粉的质量百分比为60.79%，色浆的质量百分比为0.21%。
[0078]实施例6
[0079]一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，包括以下几个步骤:
[0080](I)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组；
[0081](2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度110°c、干燥时间1h ；
[0082](3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空I小时，真空度控制在220-250Pa之间；
[0083](4)用液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、固化剂以及活性硅微粉按一定比例配制成注塑料，并提前预热至60°C，将所述注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.1MPa?0.6MPa，注料时间控制在6分钟，保压时间为8分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度；
[0084](5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动；
[0085](6)破真空为常压:采用将空气引入真空罐内的方法，向罐内注入约0.6MPa压缩空气，保持数分钟，破罐内压力至常压；
[0086](7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品;
[0087](8)后固化工艺处理:将成型产品放入烘箱内烘烤I?2小时，烘箱温度控制在70 ?80?。
[0088]所述步骤(4)中所述的注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，液态环氧树脂的质量百分比为13%，甲基四氢苯酐的质量百分比为5%，固化剂叔胺的质量百分比为21%，活性硅微粉的质量百分比为60.79%，色浆的质量百分比为0.21%。
[0089]结果分析:
[0090]互感器铁芯绕组和部件模具的预热处理目的是为了除去互感器铁芯绕组和部件模具的水分，防止浇注过程中产生大量的气泡，使产品制造过程中的节能降低成本，对互感器铁芯绕组和部件模具的预热条件进行研究。实施例1-4主要选用温度为80°C、11(TC，时间为10h、14h，共4组实验条件，根据所选取的实验条件对互感器铁芯绕组和部件模具进行预热处理，制造电流互感器，最终进行耐压局放的测试，结果表明，随温度的提高，局放值在逐渐降低；80°C的处理条件，不论是1h还是14h，局放的平均值都相同，且都较大，这可能是在80°C条件下，互感器铁芯绕组和部件模具的水分不能够彻底的除去；110°C时，局放值随着互感器铁芯绕组和部件模具预热时间的增加，局放值也降低，这说明较长时间的预处理有利于互感器铁芯绕组和部件模具的干燥，IlO0C /1h和110°C /14h两种处理条件的局放值相差不大，从提高效率来看，应当选取110°C /1h0
[0091]实施例5-6中，注塑料的物质组成对互感器性能的影响进行了研究，经测验，实施例6中，预热后甲基四氢苯酐与液态环氧树脂减小了注塑料粘度，减少了渗透填充时间，从而提闻了生广效率。
[0092]本发明通过对注塑料提前预热，避免产品注塑中产生气泡，加大产品的局部放电量，大大提高互感器绝缘性能。
[0093]本发明通过电磁震动器对置于真空罐内的互感器部件和环氧树脂、甲基四氢苯酐等组成的注塑料进行震动，大大增加了注塑料的渗透填充和密实度，从而大大提高了互感器的电器绝缘性能及机械强度。
[0094]以上对本发明的几个实施例进行了详细说明。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，其特征在于:包括以下几个步骤: (1)在硅钢片环形铁芯上用二次数控绕线机绕制二次绕组，在所述二次绕组外安装上铜箔层后，套上线圈骨架，在所述线圈骨架上用数控平行绕线机绕制一次绕组； (2)将已绕制好的互感器铁芯绕组和部件模具充分干燥，在真空干燥罐内设定参数，设定温度1101、干燥时间10匕； (3)将干燥后的互感器部件安装在模具内并移入真空罐然后进行抽真空，真空度按产品的工艺要求而定，一般真空度控制在100-250？^！之间； (4)将注塑料进行预热，然后所述注塑料浇注在模具内，注料压力控制在0.?0.61？3，注料时间控制在4?8分钟，保压时间为5?8分钟，同时开启真空罐外侧的电磁震动器，使浇注在互感器部件中的所述注塑料充分渗透填充及提高密实度； (5)按产品工艺要求保持至预定时间，然后关闭真空及震动； (6)破真空为常压； (7)将模具取出，转入后固化工艺处理后然后开模，即得到所需生产的互感器产品。
2.根据权利要求1所述的一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，其特征在于:所述步骤(4)所述注塑料包括色浆、液态环氧树脂、甲基四氢苯酐、活性硅微粉和固化剂，所述液态环氧树脂的质量百分比为6%?10%，所述甲基四氢苯酐的质量百分比为5% -10%，所述固化剂的质量百分比为15%?25%，所述活性硅微粉的质量百分比为60%?70%，所述色浆的质量百分比为0.21%?0.30%。
3.根据权利要求1所述的一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，其特征在于:所述步骤(6)采用通过自然方法进行，如通过真空罐上的阀门将空气引入真空罐内泄压。
4.根据权利要求1所述的一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，其特征在于:所述步骤(6)采用将空气引入真空罐内的方法，向罐内注入约0.61？3压缩空气，保持数分钟，破罐内压力至常压。
5.根据权利要求1所述的一种真空环氧树脂浇注式互感器的制备工艺，其特征在于:所述步骤(7)中后固化工艺处理为:将成型产品放入烘箱内烘烤1?2小时，烘箱温度控制在70?80。匕
【文档编号】H01F41/00GK104319088SQ201410531744
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】苗文全 申请人:天津市滨海纽泰克电气有限公司