惠 强 黄绿林 霍小龙

长园高能电气股份有限公司

广东东莞

摘要：目前复合绝缘子底胶涂抹工艺存在缺陷，于是研发出了一款全自动底胶喷涂机。这款喷涂机能够减少人工操作因素的干扰，还能严格控制底胶涂抹的质量。它大大提高了复合绝缘子硅橡胶伞裙护套与中间环氧树脂纤维棒以及连接金具的粘接稳定性，同时减少了因绝缘子粘接性能不稳定而引发的电气问题，降低了线路运行事故的发生率。

关键词：偶联剂；底胶；粘接性能；电气性能；复合绝缘子

0 引言

目前，在国际和国内的电力建设与电气化铁路建设市场中。每年都有上万亿元的资本被投入。绝缘子是电力输变电行业以及电气化铁路电力输送所必需的物品。每年对绝缘子的需求有数百亿元。有机复合绝缘子在整个绝缘子应用市场中所占份额已超 50%。所以，提供性能优良且品质稳定的有机复合绝缘子，对于经济建设以及保障电力输送的安全性而言，有着极为重要的作用。

在有机复合绝缘子的生产过程里，关键之处在于解决硅橡胶伞裙护套与中间的环氧树脂纤维棒以及连接金具的粘接问题。硅橡胶伞裙护套与环氧树脂纤维棒和连接金具的粘接，是通过在环氧树脂纤维棒和连接金具的表面涂抹一层偶联剂（底胶），凭借偶联剂的架桥作用，把几种性质不同的材料连接成一个整体，以此来满足有机复合绝缘子的实用功能。

在现有的生产技术里，常用的粘接方式是人工借助布条或毛刷，把偶联剂涂抹在环氧树脂纤维棒以及连接金具的表面上。然而，这样做会导致涂抹的偶联剂胶层厚薄不均匀。并且，工人在操作过程中会使芯棒受到二次污染，布条纤维会粘附在芯棒和金具上。这会造成产品硅橡胶伞裙护套粘接不牢固、出现脱胶现象，或者埋下导电体颗粒。当产品在应用时，会使内绝缘形成通路，从而让输电线路发生短路，也会使产品内部温升，烧蚀芯棒，增加掉线的风险。在复合绝缘子的实际应用中，每年均会发生以上输变电安全事故。

偶联剂具有特定的使用特性且很重要，上述问题一直以来是让有机复合绝缘子生产厂家感到困扰的技术难点，而本文研发的有机复合绝缘子底胶全自动喷涂机能够很好地对上述问题进行解决。

1 目前复合绝缘子行业使用的底胶涂抹工艺分析

1.1目前使用的底胶涂抹工艺

目前，复合绝缘子在生产时，通常会使用布条、毛刷等工具。先将这些工具蘸取盒中的底胶，然后通过手工的方式把底胶涂抹到芯棒和端部装配件上。操作人员会根据自己的经验来判断是否需要再次涂抹底胶。其整个工艺操作步骤如下：

操作人员戴上胶皮手套，双手操作。先将干净的白色抹布放入盛放底胶的容器里，接着让抹布浸渍底胶。

拿取浸渍好底胶的抹布，用手轻轻地捏这浸过底胶的抹布，直到底胶不再滴下，然后准备给金具、芯棒涂抹底胶。

（3）对金具涂抹底胶，对芯棒涂抹底胶；

（4）将涂好底胶的芯棒放入烘箱烘烤。

1.2目前底胶涂抹工艺的缺点

从现有操作方法和生产工艺方面来看，目前底胶涂抹工艺存在以下这些缺点：

现有工艺方法无法保证每次芯棒和金具上涂抹的底胶厚度一致。硅氧烷偶联剂底胶发挥功效的最佳要求是胶层厚度为 0.5μm。因为抹布含胶不同以及不同的人涂抹次数不同等因素，经常无法达到上述要求。若底胶层太厚，粘接面会在底胶层断裂；若底胶层太薄，就不能使硅橡胶与环氧树脂棒和金具产生充分的交联反应。这些情况会致使界面粘接不牢固。当产品在高电压电场中运行时，其内部的绝缘会被击穿。这样一来，就会降低产品的安全性。

环氧树脂棒在进入底胶涂抹工序之前进行了打磨。本工艺没有清洗过程，所以在打磨时产生的粉尘会粘附在芯棒上，从而形成一个个底胶粘接盲点，给产品埋下了质量隐患。

用抹布涂抹底胶时，会打磨芯棒的粗糙性。在这个过程中，抹布纤维会留在芯棒和金具表面，从而造成许多粘接盲点。

工人在进行涂胶作业时，手套上会沾上生胶、汗渍或油污。这些物质会导致对芯棒、金具产生二次污染，进而影响产品的粘接性能。

底胶因为可以循环使用，在经过多次使用之后，会变脏，并且溶剂会挥发，这会对产品的粘接性能产生不良影响。

2 全自动底胶喷涂机的工作原理

复合绝缘子在我国电力工业中运用得较为普遍。它的产品质量会对电力输电线路的安全运行产生直接影响，尤其在电气性能和机械性能方面。当下在复合绝缘子的生产过程里，硅橡胶伞裙护套与中间的环氧树脂纤维棒以及连接金具的粘接，都是通过涂抹偶联剂的方式来提升粘接性能的。底胶涂抹时的涂层厚度和涂抹均匀性对粘接性能影响较大。制造过程中若底胶涂抹不好，就会使硅橡胶伞裙护套与中间环氧树脂纤维棒和连接金具的粘接性能不稳定。所以，必须对底胶的配置和涂抹工艺有严格要求。有机复合绝缘子全自动底胶喷涂机，利用气压把贮存在底胶罐里的底胶压进环形底胶喷头。借助环形喷头中的气压管，把底胶雾化。通过 PLC 自动调控底胶雾化的程度，让底胶从喷头喷出雾化状态。环形喷头经由喷胶嘴滑块与导轨相连接，采用伺服电机进行传动。在导轨两端安装有限位开关，用于控制喷胶的距离。伺服电机通过 PLC 来控制环形喷头的运行速度和往复次数，从而实现对喷胶次数的控制。

这样能保证芯棒和金具的每个环形面都可喷上底胶。

喷涂的底胶会被置于产品底部的接胶盘回收。接胶盘上加装了透明罩，这样能防止底胶在喷涂过程中挥发。回收的底胶经过一层滤网过滤后，会被回收至底胶罐中，以便循环使用。

3 全自动底胶喷涂机的优势

4. 有助于提升复合绝缘子的质量。

（1）对打磨的芯棒进行自动清洗；

在涂底胶时，使用自制喷头来喷涂底胶。针对不同型号的产品，设定了相应的参数和自动程序。这样就实现了底胶的全自动喷涂，从而保证了所喷涂底胶厚度的均匀一致性。

（3）利用该设备，实现了底胶的自动回收、过滤。

（4）避免了人工操作过程中，人手对产品的二次污染。

工人在操作过程中避免了与底胶的接触，从而保障了工人的身体健康。

对利用全自动底胶喷涂机生产的产品进行检测，同时与利用原底胶涂抹工艺生产的产品进行比较。结果发现，产品的粘接界面有了彻底的改善。并且，产品在工频试验以及水扩散试验中的温升值和泄漏电流值都大幅度降低了。经解剖的产品，其粘接均匀且牢固。这些都证明了该设备达到了预期的目标。

4 结语

人工使用布条或毛刷把偶联剂涂抹在环氧树脂纤维棒和连接金具的表面上，会导致涂抹的偶联剂（底胶）胶层的厚薄不一致。

人工涂胶操作过程会有二次污染，这会让布条纤维粘附在芯棒和金具上。这样就会造成产品硅橡胶伞裙护套粘接不牢，或者出现脱胶情况，甚至埋下导电体颗粒。当产品应用时，内绝缘会形成通路，导致输电线路产生短路，同时产品内部会产生温升，进而烧蚀芯棒，增加了掉线的风险。

有机复合绝缘子全自动底胶喷涂机在涂底胶时，使用自制喷头来喷涂底胶。它会为不同型号的产品设定相应的参数和自动程序，从而实现底胶的全自动喷涂，这样就保证了所喷涂的底胶厚度能够均匀一致。

与原底胶涂抹工艺相比较，对通过全自动底胶喷涂机生产的产品进行检测。检测发现，使用全自动底胶喷涂机生产的产品，其粘接界面有了彻底的改善。并且在产品的工频试验以及水扩散试验中，温升值和泄漏电流值都大幅度降低了。对产品进行解剖后可以发现，其粘接是均匀且牢固的。

[参考文献]

李想玉、韩晓东以及张福林等人，在进行复合绝缘子芯棒与伞套界面胶粘剂的选择工作。

确定了粘接工艺。[J]刊登于《电瓷避雷器》，时间是 2012 年 6 月，页码范围是 7 至 13 页。

段明明、王璁以及屠幼萍等人对复合绝缘子护套与芯棒界面的粘接性和界面质量检测方法进行了研究。该研究成果发表在《高压电器》2016 年第 9 期，其内容为 132 至 137 页。

作者简介：

惠强出生于 1983 年，是男性，籍贯为陕西渭南，他是一名工程师，主要的工作内容包括复合绝缘子工艺研究以及复合绝缘子系列产品的开发和生产管理工作。