Vergelijking van de voor- en nadelen tussen twee processen voor de productie van siliconenisolatoren: krimpen vóór het aanbrengen van siliconen versus krimpen na het aanbrengen van siliconen

Bij de productie van siliconenisolatoren zijn de twee belangrijkste procesroutes-"Eerst krimpfittingen en dan siliconen inkapselen"(hierna "krimpen-eerste inkapseling" genoemd) en"Eerst siliconen inkapselen en vervolgens fittingen krimpen"(hierna 'inkapseling-eerste krimpen' genoemd)-verschillen in de volgorde waarin fittingen met siliconen worden gecombineerd. Dit verschil heeft rechtstreeks invloed op de productprestaties, productie-efficiëntie, kosten en toepasselijke scenario's. Hieronder vindt u een vergelijkende analyse van de twee processen vanuit drie dimensies:voordelen, nadelen en toepasselijke scenario’s.

I. Kernconcepten en proceslogica

Vóór de vergelijking is het noodzakelijk om de functies van twee belangrijke componenten te verduidelijken:

Uitrusting: Metalen connectoren van isolatoren, verantwoordelijk voor het overbrengen van mechanische belastingen (bijv. spanning, koppel) en het verbinden van geleiders met elektriciteitspalen. Ze moeten een sterke "mechanische + afdichtende" verbinding vormen met siliconen.

Siliconen: Het isolerende hoofdlichaam van isolatoren, dat uitstekende weersbestendigheid en isolatie-eigenschappen moet hebben. Bovendien moet de interface tussen siliconen en fittingen vrij zijn- van gaten om te voorkomen dat regenwater en stof binnendringen, wat kan leiden tot elektrische storingen of mechanische storingen.

De belangrijkste logische verschillen tussen de twee processen zijn als volgt:

Krimpen-eerste inkapseling: Eerst worden fittingen (bijv. eindfittingen, sorteerringen) via krimpen aan de kernstaaf (een kernstaaf van glasvezel/epoxyhars, het last-dragende raamwerk van de isolator) bevestigd. Vervolgens wordt vloeibare siliconen rond het gecombineerde samenstel van kernstaaf en fittingen gewikkeld door middel van spuitgieten, compressiegieten of andere methoden om een ​​isolatielaag te vormen.

Inkapseling-eerste krimpen: Eerst wordt siliconen rond de kernstaaf gewikkeld om een ​​isolerende laag te vormen. Vervolgens worden fittingen over het uiteinde van de gegoten siliconenisolatielaag gewikkeld en door middel van krimpen vastgezet om de fittingen met de kernstaaf te verbinden.

II. Vergelijking van de voor- en nadelen van de twee processen

1. Eerst de fittingen krimpen en vervolgens de siliconen inkapselen (krimpen-eerst inkapselen)

Voordelen

Superieure interface-afdichtings- en isolatieprestaties

Nadat de fittingen zijn gekrompen en aan de kernstaaf zijn bevestigd, worden ze volledig ingekapseld door siliconen. Siliconen kunnen direct de krimpopeningen tussen de fittingen en de kernstaaf opvullen, evenals kleine inzinkingen op het fittingoppervlak, waardoor een geïntegreerde "passende-siliconen-kernstaaf"-structuur ontstaat zonder gaten. Deze structuur blokkeert de infiltratie van regenwater, vocht en verontreinigingen in het grensvlak volledig, waardoor het risico op "grensvlakstoring"-een van de meest voorkomende faalwijzen van isolatoren- aanzienlijk wordt verminderd en een hogere betrouwbaarheid van de isolatie wordt gegarandeerd.

Stabielere mechanische sterkte

Het krimpen van fittingen op de kernstaaf is een "directe mechanische verbinding". De krimpkwaliteit (bijv. krimpdiepte, klemkracht) kan vooraf worden getest (bijv. spanningstesten, detectie van röntgenfouten). Het daaropvolgende inkapselingsproces heeft geen invloed op de verbindingssterkte tussen de fittingen en de kernstaaf, waardoor mechanische belastingoverdrachtsfouten (bijv. losraken van de fitting, breuk van de kernstaaf) veroorzaakt door siliconenbeschadiging tijdens het krimpen worden vermeden.

Hogere productconsistentie

De positie van de fittingen wordt vooraf vastgelegd. Tijdens het inkapselen kan de relatieve positie tussen fittingen en siliconen nauwkeurig worden gecontroleerd met behulp van mallen, waardoor problemen zoals aanpassing van de fitting en ongelijkmatige siliconendikte worden voorkomen. Dit proces is met name geschikt voor hoogspanningsisolatoren (bijvoorbeeld 110 kV en hoger) die strikte controle vereisen over de positie van de sorteerringen en de dikte van de isolatielagen.

Nadelen

Complexer productieproces en hogere kosten

Er is een aanvullend voor-proces van "kernstaaf-passend krimpen" vereist. Na het krimpen moet het pasoppervlak worden voor-behandeld (bijvoorbeeld zandstralen om roest te verwijderen, coaten met primer om de hechting aan siliconen te verbeteren), wat resulteert in 2-3 processtappen meer dan het inkapselen-eerste krimpen. Dit verhoogt de investeringen in apparatuur (bijvoorbeeld krimpmachines, voorbehandelingsapparatuur) en arbeidskosten.

Hogere moeilijkheidsgraad bij het inkapselingsproces en gevoelig voor defecten

Gekrompen fittingen (vooral die met hoekige of gegroefde structuren) verhogen de stromingsweerstand van siliconen. Als het matrijsontwerp onredelijk is of de injectieparameters (bijvoorbeeld temperatuur, druk) niet goed worden gecontroleerd, kunnen er defecten zoals luchtbellen en onvolledige vulling rond de fittingen optreden. Dit vereist nauwkeurigere matrijzen en procescontrole (bijvoorbeeld vacuümspuitgieten).

Hoge herbewerkingskosten

Als er na het inkapselen problemen met de kwaliteit van het krimpen (bijvoorbeeld schade aan de kernstaaf, onvoldoende klemkracht) worden geconstateerd, moet de siliconenlaag worden vernietigd voor herbewerking, wat bijna resulteert in het weggooien van het gehele half-afgewerkte product. De herbewerkingssnelheid is veel hoger dan die van het inkapselen-eerst krimpen.

2. Eerst siliconen inkapselen en vervolgens fittingen krimpen (inkapselen-eerst krimpen)

Voordelen

Eenvoudig productieproces en hoog rendement

Er is geen voor-krimp- of pasbehandeling- vereist. De kernstaaf wordt direct ingekapseld met siliconen om de isolatielaag te vormen, en fittingen worden alleen over de siliconenuiteinden gewikkeld en daarna gekrompen. Het aantal processen is met meer dan 30% verminderd, waardoor het geschikt is voor massaproductie (bijvoorbeeld laag-stroomdistributie-isolatoren met lage spanning). De productiecyclus is 1/3 korter dan die van het krimpen-van de eerste inkapseling.

Stabiel inkapselingsproces en laag defectpercentage

Het kernstaafoppervlak is glad (zonder uitstekende fittingen), waardoor de stromingsweerstand van siliconen laag is. Er kunnen conventionele compressievorm- of extrusieprocessen worden gebruikt, die minder gevoelig zijn voor defecten zoals luchtbellen en onvolledige vulling. Het productkwalificatiepercentage is doorgaans 5%-10% hoger dan dat van krimpen-eerst-inkapseling, en de moeilijkheidsgraad bij het debuggen van processen is laag.

Flexibele herbewerking en lage kosten

Als er na het krimpen problemen met de fitting (bijvoorbeeld krimpafwijking) worden geconstateerd, kunnen de fittingen direct worden verwijderd (siliconen heeft een zekere elasticiteit en wordt na het krimpen niet gemakkelijk beschadigd). Nieuwe fittingen kunnen worden vervangen en opnieuw-gekrompen zonder de siliconenlaag te vernietigen. De herbewerkingskosten bedragen slechts 1/10 van die van het krimpen-eerste inkapseling.

Lage investering in apparatuur en toetredingsdrempel

Er zijn geen speciale krimpmachines of passende voor{0}}behandelingsapparatuur nodig-alleen inkapselingsvormen en eenvoudige krimpgereedschappen (bijvoorbeeld handmatige/pneumatische krimptangen) zijn vereist. De initiële investering in apparatuur is 40%-60% lager dan die voor het krimpen-eerste inkapseling, waardoor het geschikt is voor kleine en middelgrote ondernemingen.

Nadelen

Slechte interface-afdichting en hoog isolatierisico

Fittingen zijn aan de buitenzijde van siliconen gekrompen, dus de interface tussen siliconen en fittingen is een "post-gevormde verbinding" die geen kleine openingen op de fitting of het siliconenoppervlak kan opvullen. Regenwater en vocht kunnen gemakkelijk door het grensvlak infiltreren, wat kan leiden tot lekkage van het grensvlak (verminderde isolatieprestaties) of zelfs elektrische storingen bij langdurig gebruik-. Dit proces is niet geschikt voor isolatoren met hoge-spanning (bijv. 220 kV en hoger) of isolatoren die worden gebruikt in vervuilde omgevingen met een hoge-vochtigheid.

Mechanische sterkte is afhankelijk van siliconen en gevoelig voor storingen

Voor het krimpen van fittingen is een relatief hoge druk (meestal 10-30 MPa) vereist. Als de siliconenhardheid onvoldoende is (bijv. Shore-hardheid < 60) of de dikte ongelijkmatig is, kan de krimpdruk plaatselijke vervorming of barsten van de siliconen veroorzaken, waardoor het krachtoverdrachtspad tussen fittingen en de kernstaaf wordt beschadigd. Bij langdurige mechanische belasting (bijv. gewicht van de geleider, windbelasting) kan het loskomen van de fitting of het scheuren van siliconen optreden.

Beperkte productprecisie

Inkapseling-het eerste krimpen maakt het moeilijk om de coaxialiteit tussen fittingen en siliconen nauwkeurig te controleren (bijvoorbeeld de verschuiving van sorteerringen), wat kan leiden tot een ongelijkmatige verdeling van het elektrische veld op de isolator, waardoor de lokale elektrische veldsterkte toeneemt en de corona-aanvangsspanning afneemt. Dit proces is niet geschikt voor hoogspanningsisolatoren die een strikte verdeling van het elektrische veld vereisen.

III. Vergelijking van toepasselijke scenario's

Op basis van de bovenstaande voor- en nadelen verschillen de toepasselijke scenario’s van de twee processen aanzienlijk, zoals weergegeven in de onderstaande tabel:

IV. Conclusie: Kernbasis voor processelectie

De keuze tussen de twee processen is in essentie een evenwicht"prestatie-eisen"En"kosten-efficiëntie":

Als het product moet voldoenhoge-spanning en hoge-betrouwbaarheidsvereisten(bijvoorbeeld transmissielijnisolatoren) en het budget voldoende is, verdient "krimpen-eerste inkapseling" de voorkeur. Dit proces garandeert interface-afdichting en mechanische sterkte door middel van complexe procedures.

Als het product voorlaag-spanning, massaproductie(bijvoorbeeld isolatoren voor energiedistributie) en kostengevoelig-, "inkapseling-eerste krimpen" is geschikt. Het verbetert de efficiëntie en verlaagt de kosten door het proces te vereenvoudigen.

Bovendien is er met de ontwikkeling van de procestechnologie in de industrie een 'verbeterd inkapseling-eerste krimpproces' ontstaan ​​(bijvoorbeeld door speciale lijmen aan te brengen op de fitting-siliconengrensvlak, door getrapte krimpstructuren toe te passen), waardoor de afdichtingsprestaties gedeeltelijk kunnen worden verbeterd. Het kan echter nog steeds niet volledig de voordelen van het "krimpen-eerste inkapseling" in hoge- spanningsscenario's vervangen.