高压套管，是电站电器类高压输电用绝缘产品。当高压载流导通过与其有电位差的金属壳体时，通过安装高压穿墙套管，可以起到对地绝缘和加固的功能，和将载流导线导入或引出电气设备金属壳体之用的，属于高压电器用套管设备；将载流导线横穿建筑物或墙体的，则属于高压变电站用套管设备^[1-2]。

硅橡胶材质的充有SF₆气体的套管有着更为优异的动力学与电气化性能、较好的疏水能力、对高电压电弧的抑制效果，更优的不受外界天气干扰和抵御污损性能等特点。通过超大型空心复合绝缘子的研制，分析并掌握所需的模具设计和制造技术、硅橡胶伞套注射技术、法兰浇装技术、大直径橡胶密封圈制造技术等，并由研究成果编制形成一套完整的制造工艺文件，用于满足产业化生产^[3-4]。

1.橡胶注射条件的硫化温度和硫化时间

试验将胶料硫化温度分别设定110℃、120℃、130℃，硫化时间为2h，可得出不同硫化温度对性能的影响。

相关性能试验和胶料硫化曲线表明：110℃-130℃温度范围内硫化2h，性能均达到技术指标。因此在实际生产中，为了让液态硅橡胶能够硫化完全，硫化温度可设定在110℃-130℃范围内，硫化时间可设定在2h。

胶料硫化温度120℃，不同硫化时间（15min、30 min、45 min、50 min、75 min、90 min、105 min、120 min）的硫化条件下压制试样测试力学性能。

结果分析：120℃温度下，12min—120min力学性能相差不大且都满足性能指标，为了使绝缘子完全硫化，保证产品质量，可采用120℃，120min硫化条件。

2.伞裙注射速度和注射压力

压力是硅橡胶成型的必备因素之一，压力的存在会极大提高硅橡胶的硫化成型时间，同时提高硅橡胶表面的成型质量。当硅橡胶加注进模腔里时，注射压力的大小也会对硅橡胶的注射速度有较大影响，而硅橡胶注射速度对硅橡胶的硫化也有重要影响。在进行注射时，压力和速度大小都会影响注入时间，如果超过规定程度的话，前期注入的胶料就会因时间过长而老化。但是若提高速度加大压力，注入速率太高的话，模具里会因来不及排气而出现气泡。所以，注入速率和压力的配合是非常重要的。在伞裙的注射硫化成型时，通过配合设定多种注射速率和压力，同时可开展如表1所示的依据多个注入阶段设定上不同的注入速率做测试试验，以测出伞裙的外观品质和性能特点，最终测试出最佳的注射速率和压力。

3.偶联剂热烘对粘接效果的影响

对5mm样片进行30°切割，涂抹偶联剂，80℃、100℃下热烘30min，再与未硫化胶料硫化，测量胶料拉伸强度性能.。

试验结果表明80℃与100℃热烘下拉伸强度相差不大，因此在实际生产过程中，考虑到模具传热和胶料厂家建议，偶联剂的热烘处理可采用80℃～100℃之间温度。

4.偶联剂涂抹后的放置时间确定（剥离强度测试）

硫化硅橡胶涂抹偶联剂后，在室温中放置不同的时间（5min、30min、50min、90min、120min、150min），热烘后与未硫化胶料硫化，测试试样的剥离强度。

玻璃纤维缠绕管涂抹偶联剂后，在空气中放置不同的时间（0min、30min、50min），热烘后硫化，测试试样的剥离强度。

试验表明玻璃纤维缠绕管在涂刷偶联剂后30～50min停放时间范围内粘接效果最好。

7.注射操作时间间隔确定（收缩率测试）

在室温条件下，硅橡胶产品开模取出后，分别测量了放置0h、1h、2h、3h、4h、5h、24h、48h、72h、95h样品尺寸。测量结果表明四小时后尺寸基本不发生变化，结合车间成产实际，确定分段注射时段与段间注射操作时间间隔不少于8h。

偶联剂使用时间确定20℃、70%湿度条件下将A、B组分混合，偶联剂A、B组分混合后测试重量在1小时内减少情况。

实验表明：混合后的偶联剂在1小时内减少2%。因此，为避免经过长期的放置后可能造成的偶联剂品质与性能上的损失，一般要求将偶联剂A、B组分混匀后，务必在半小时内完成。

8.法兰浇装工艺研究

研究浇装剂的配方，检测浇装剂性能指标，采用真空搅拌机进行混料，制定固化工艺，以保证浇装强度，并通过内压力破坏试验，验证浇装质量。

固化工艺包含着浇装剂的配置，绝缘管与法兰的安装，端部法兰螺栓孔的对正，浇装剂的加热固化等。

为保证法兰在浇装剂固化后两端部法兰即满足平行度和螺栓孔对正要求，需要在法兰装入缠绕管后即对两端部法兰进行螺栓孔的对正，考虑到超大型空心复合绝缘子的高度较大，中心用拉紧轴拉紧的方法操作性不强，又确定绝缘子主密封采用三角槽密封，因此可以采用吊坠法确定两端法兰的对正，即先浇装一端法兰，待其固化后，采用重锤线在加热板上直接对正另一端法兰，然后注射浇装剂加热固化。

考虑法兰在装配时需与其他端面配合，为避免在配合时损伤玻璃纤维缠绕管端面，需要在浇装时将玻璃纤维缠绕管端面相对于法兰端面内缩约2mm，这就需要在加热板的玻璃纤维缠绕管位置存在一个高度约为2mm的凸台。

9.研究结果

由以上讨论得到绝缘子生产过程中的关键工艺点：

1) 实验和生产实际得到高温硫化液态硅橡胶的硫化温度为120℃，硫化时间为120min；

2) 选择合适的注射压力和注射速度相配合；

3) 分段注射时，段与段间注射操作的时间间隔不少于8h；

4) 确定了浇装剂的配置流程；

5) 采用垂线法保证两端部法兰孔中心的对正；

6) 确定了适宜的浇装剂固化参数；

复合套管的内绝缘和金属法兰均使用了环氧树脂胶注的工艺，既具备法兰构造简化，又可以充分利用内玻璃纤维筒高强度的优势，同时也可以良好的满足复合套管的机械震动和套管横向应力等受力情况。该工艺的主要特点是探索胶装家住设备的功率、胶装温度、注入时长等参量，并设计了专用胶装工艺工装，使胶装工装能够满足工艺技术要求 。

参考文献

[1] 齐玉．高压复合绝缘穿墙套管和电缆终端电场仿真及优化设计[D]．北京：华北电力大学，2004．

[2] 李乃一，彭宗仁，刘鹏．特高压SF6气体绝缘套管内屏蔽结构研究[J]．高电压技术，2015，41(11)．

[3] 谢先华．110kV硅橡胶穿墙套管生产工艺及其技术[J] ．湖南电力，2000，20(5)．

[4] 吴光亚，蔡炜，苏雪源．复合硅橡胶材料在外绝缘领域的应用 [J]．高电压技术，2000，26 (5)