一种用于制备树脂浸纸电树枝试样的模具

本公开属于热固性树脂绝缘材料制备技术领域，具体涉及一种用于制备树脂浸纸电树枝试样的模具。

背景技术：

干式直流套管由于其具有无油、防爆、介损低等性能，在国内特高压直流输电工程中得到了广泛应用。现有的干式直流套管采用液态的环氧浸渍纸经固化后得到干式的电容芯子作为主绝缘。中心导管作为“0”层电极，在其上缠绕试纸，并且根据电场强度的需要，在试纸缠绕至一定尺寸时铺设均压电极，初步形成圆柱形的电容芯子，最后将干式的电容芯子作为主绝缘。

主绝缘的均压极板多采用铝箔，以强制均衡轴径向电场，由于铝箔边缘的曲率半径较小，通常为10μm数量级，因此极板边缘的场强较高，绝缘劣化易从此处发生，绝缘破坏的起始通常以电树枝的形式表现出来。近些年的研究表明，干式套管的故障频繁，其中就有因均压极板边缘局部放电引起屏间击穿导致的干式直流套管的主绝缘破坏。因此，研究各种工况下环氧浸纸中电树枝的特性，对于干式直流套管的安全与稳定运行具有一定的工程价值。

然而，目前很少有针对干式套管极板边缘电树枝的研究，即使少数研究有所涉及，但并没有在试样中添加试纸，而作为干式套管主绝缘最特殊的结构，试纸这一成分在试样中是必不可少的。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种用于制备树脂浸纸电树枝试样的模具，可以在电树枝实验中较为真实地模拟干式套管极板边缘的实际结构，研究不同工况下电树枝的生长特性。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种用于制备树脂浸纸电树枝试样的模具，包括：

第一模具主体，所述第一模具主体上设置有若干第一试样槽主体，每个第一试样槽主体内设置有第一针槽主体；所述第一模具主体上还设置有用于固定试纸的固定装置；

第二模具主体，所述第二模具主体上设置有与第一模具主体上位置对应且数目相同的第二试样槽主体和第二针槽主体；第二试样槽主体与第一试样槽主体配合形成试样槽，用于浇注热固性树脂；第二针槽主体与第一针槽主体配合形成针槽，所述针槽内设置有针电极；试纸与针电极贴合，经浇注的热固性树脂固化后形成树脂浸纸电树枝试样。

优选的，所述固定装置包括卷纸机构和纸夹，所述卷纸机构包括卷纸杆件，卷纸杆件的两端连接有杆件支撑块，其中一个杆件支撑块上连接有旋钮，所述旋钮与杆件支撑块的连接部分设置有顶丝。

优选的，所述试纸包括试纸或变压器油纸。

优选的，所述第一模具主体和第二模具主体上均设有定位销钉。

优选的，所述第一模具主体和第二模具主体的对角线位置还设置有翘口。

本公开还提供一种制备树脂浸纸电树枝试样的方法，包括如下步骤：

s100：将喷涂有脱模剂的第一模具主体和第二模具主体加热；

s200：将试纸在第一模具主体上固定、拉平后，将第二模具主体安装于第一模具主体上；

s300：将由热固性树脂制备的混合料注入试样槽中并进行脱气和固化处理；

s400：打开模具，脱模获得电树枝试样。

优选的，步骤s200中，试纸的一端固定在纸夹上，另一端固定于卷纸杆上，通过旋转旋钮拉平试纸。

优选的，步骤s300中，由热固性树脂制备混合料通过以下方法进行：

s301：向混料容器加入热固性树脂，将混料容器底部至于水浴锅中加热，并对混料容器进行抽真空处理；

s302：对混料容器中的热固性树脂搅拌并进行脱气处理；

s303：向混料容器加入固化剂并再次进行抽真空和脱气处理，获得混合料。

优选的，步骤s300中，对注入模具的混合料进行脱气处理通过以下方式进行：将模具加热烘干后进行抽真空。

优选的，步骤s300中，对注入模具的混合料进行固化处理通过以下方式进行：将完成脱气后的热固性树脂加热。

与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：

1、能够将试纸添加进热固性树脂中，因此，所制作的试样能够更真实的模拟干式套管极板边缘结构；

2、第一和第二模具主体均设有定位销钉和翘口，因此给合模和分模带来了方便，提高了实验效率；

3、第一模具主体设有可旋转的卷纸杆件，其与另一端的纸夹配合可以将纸拉平，极大提高了浇注试样的质量，且旋钮上标有角度，能够弥补实验人员对旋转力度掌握的不足；

4、通过设置多个试样槽，单次可同时制作多个试样，且每个试样槽的槽口间距合理且互不连通，能够满足实验对浇注不同材料但工艺一致的需求。

附图说明

图1是本公开一个实施例提供的一种用于制备干式套管极板边缘电树枝试样的模具的第一模具主体的结构示意图；

图2是本公开另一个实施例提供的一种用于制备干式套管极板边缘电树枝试样的模具的第二模具主体的结构示意图；

图3是本公开另一个实施例提供的卷纸机构的结构示意图；

图4是本公开另一个实施例提供的安装完成后的模具的结构示意图；

图5是本公开另一个实施例提供的浇注后的电树枝试样的效果图；

图中标记说明如下：

1、第一模具主体；2、第二模具主体；3、第一试样槽主体；4、第一针槽主体；5、卷纸杆件；6、旋钮；7、顶丝；8、杆件支撑块；9、纸夹；10、定位销钉；11、翘口；12、紧固螺丝；13、环氧胶浸纸；14、针电极；15、第二试样槽主体；16、第一针槽主体。

具体实施方式

下面将参照附图1至图5详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。

一个实施例中，如图1至图2所示，一种用于制备树脂浸纸电树枝试样的模具，包括：

第一模具主体1，所述第一模具主体1上设置有若干第一试样槽主体3，每个第一试样槽主体3内设置有第一针槽主体4；所述第一模具主体1上还设置有用于固定试纸的固定装置；

第二模具主体2，所述第二模具主体2上设置有与第一模具主体上位置对应且数目相同的第二试样槽主体15和第二针槽主体16；第二试样槽主体15与第一试样槽主体3配合形成试样槽，用于浇注热固性树脂；第二针槽主体16与第一针槽主体4配合形成针槽，所述针槽内设置有针电极14；试纸与针电极14贴合，经浇注的热固性树脂固化后形成树脂浸纸电树枝试样。

本实施例中，在进行浇注之前，需要先将第一模具主体和第二模具主体清洗干净并烘干，并用脱模剂处理2-3次。将密封垫粘贴在第一模具主体对应的位置上，然后将试纸的一端夹在纸夹9上，另一端贴在卷纸杆件5上，旋转旋钮，使试纸水平贴在第一模具主体表面，然后将旋钮上的顶丝7拧紧，使试纸被固定。试纸固定好之后，将针电极置于针槽4中，然后将第二模具主体2平行安装在第一模具主体1上，并拧紧紧固螺丝12，就可以得到如图4所示的模具，模具安装完成后，就可以开始热固性树脂等绝缘材料的浇注工作，待浇注完成后，针电极在外部电压作用下产生局部放电，导致绝缘内部放电产生微小开裂，形成细小的通道，通道因放电碳化呈黑色，外观呈树枝状或丛状。

本实施例中通过设置多个试样槽，单次可同时制作多个试样，因此能够满足同时浇注不同材料需求。且本实施例在现有模具的基础上增设了卷纸机构和纸夹，能够将试纸添加进热固性树脂中，因此，所制作的试样能够更真实的模拟干式套管极板边缘结构。

另一个实施例中，如图3所示，所述固定装置包括卷纸机构和纸夹9，所述卷纸机构包括卷纸杆件5，卷纸杆件5的两端连接有杆件支撑块8，其中一个杆件支撑块8上连接有旋钮6，所述旋钮6与杆件支撑块8的连接部分设置有顶丝7。

本实施例中，首先用纸夹将试纸的一端固定，在不受拉力的情况下使试纸的另一端自然粘在卷纸杆件上，并旋转旋钮使得卷纸杆件转动，从而拉平试纸，待试纸拉平后，拧紧顶丝对卷纸杆件的位置进行限定，从而使得试纸被固定。另外，需要说明的是，旋钮上标记有角度，便于操作人员掌握旋转力度。

另一个实施例中，所述试纸包括皱纹纸或变压器油纸。

另一个实施例中，所述第一模具主体1和第二模具主体2上均设有定位销钉10。

本实施例中，通过设置定位销钉，可以防止第一模具主体和第二模具主体之间的相对位置错动。

另一个实施例中，所述第一模具主体1和第二模具主体2的对角线位置还设置有翘口11。

本实施例中，浇注工作完成后，利用撬件从翘口处将模具撬开，即可得到浇注后的试样。

另一个实施例中，本公开还提供一种制备树脂浸纸电树枝试样的方法，包括如下步骤：

s100：将喷涂有脱模剂的第一模具主体和第二模具主体加热；

该步骤中，模具喷涂脱模剂后需要在80℃环境下加热3-5分钟，使脱模剂在模具表面形成一层稳定的界面涂层，从而使浇注得到的试样易于从模具脱离，同时可以保证试样光滑、洁净。

s200：将试纸在第一模具主体上固定、拉平后，将第二模具主体安装于第一模具主体上；

该步骤中，模具安装完成后，针电极与试纸紧密贴合，对针电极施加外部电压后，针尖部位由于电场集中，在电场作用下产生局部放电，导致绝缘内部放电产生微小开裂，形成细小的通道，通道因放电碳化呈黑色，外观呈树枝状或丛状。

s300：将由热固性树脂制备的混合料注入试样槽中并进行脱气和固化处理；

该步骤中，用于制备混合料的热固性树脂通常选用环氧树脂或者硅橡胶，但也不排除其他具有相同性能的材料。

s400：打开模具，脱模获得电树枝试样。

另一个实施例中，步骤s200中，试纸的一端固定在纸夹上，另一端固定于卷纸杆上，通过旋转旋钮拉平试纸。

另一个实施例中，步骤s300中，由热固性树脂制备混合料通过以下方法进行：

s301：向混料容器加入热固性树脂，将混料容器底部至于水浴锅中加热，并对混料容器进行抽真空处理；

该步骤中，通过精密点胶机向混料容器加入一定剂量的热固性树脂，将混料容器底部至于水浴锅中加热至60℃，将混料容器瓶口与真空泵连接，抽至真空。

s302：对混料容器中的热固性树脂搅拌并进行脱气处理；

该步骤中，利用电动搅拌器对混料容器中的热固性树脂匀速搅拌20min，可完成热固性树脂脱气，脱气完成后，关闭真空泵。

s303：向混料容器加入固化剂并再次进行抽真空和脱气处理，获得混合料。

该步骤中，通过精密点胶机向混料容器加入热固性树脂剂量85％的固化剂，然后重新对混料容器进行抽真空处理，并匀速搅拌混合料20min，完成混合料脱气。将脱气后的混合料倒入点胶机桶中，并通过点胶机控制向模具注入。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。