Usporedba prednosti i nedostataka između dvaju procesa proizvodnje silikonskih izolatora: prešanje fitinga prije nanošenja silikonskog premaza u odnosu na prešanje fitinga nakon nanošenja silikonskog premaza

U proizvodnji silikonskih izolatora, dvije su glavne procesne rute-"prvo presovanje fitinga, a zatim inkapsuliranje silikona"(u daljnjem tekstu "prešanje-prve kapsulacije") i"prvo inkapsuliranje silikona, a zatim presovanje spojnica"(u daljnjem tekstu "inkapsulacija-prvo stezanje")-razlikuju se po redoslijedu kombiniranja spojnica sa silikonom. Ova razlika izravno utječe na performanse proizvoda, učinkovitost proizvodnje, troškove i primjenjive scenarije. U nastavku je usporedna analiza dva procesa iz tri dimenzije:prednosti, nedostatke i primjenjive scenarije.

I. Temeljni koncepti i logika procesa

Prije usporedbe potrebno je razjasniti funkcije dviju ključnih komponenti:

Okovi: Metalni konektori izolatora, odgovorni za prijenos mehaničkih opterećenja (npr. napetosti, momenta) i spajanje vodiča na stupove. Moraju stvoriti čvrstu "mehaničku + brtvenu" vezu sa silikonom.

Silikon: Izolacijsko glavno tijelo izolatora, koje mora imati izvrsnu otpornost na vremenske uvjete i izolacijska svojstva. Osim toga, sučelje između silikona i armatura mora biti bez procjepa-kako bi se spriječilo udiranje kišnice i prašine, što bi moglo dovesti do električnog kvara ili mehaničkog kvara.

Osnovne logičke razlike između ova dva procesa su sljedeće:

Savijanje-prve kapsulacije: Prvo se priključci (npr. krajnji priključci, razvrstavajući prstenovi) fiksiraju na šipku jezgre (šipka jezgre od stakloplastike/epoksidne smole, nosivi-okvir izolatora) pomoću stezanja. Zatim se tekući silikon omota oko kombiniranog sklopa šipke jezgre + fitinga injekcijskim prešanjem, kompresijskim prešanjem ili drugim metodama kako bi se formirao izolacijski sloj.

Enkapsulacija-prvo presovanje: Prvo, silikon je omotan oko šipke jezgre kako bi se formirao izolacijski sloj. Zatim se spojnice stavljaju na krajeve oblikovanog silikonskog izolacijskog sloja i učvršćuju presovanjem za spajanje spojnica na šipku jezgre.

II. Usporedba prednosti i nedostataka dvaju procesa

1. Prvo savijanje fitinga, a zatim inkapsulacija silikona (savijanje-prvo inkapsuliranje)

Prednosti

Vrhunska izvedba brtvljenja sučelja i izolacije

Nakon što su spojnice stegnute i fiksirane na šipku jezgre, potpuno su obložene silikonom. Silikon može izravno ispuniti praznine između spojnica i šipke jezgre, kao i sitna udubljenja na površini okova, tvoreći integriranu strukturu "fiting-silikonske-šipke jezgre" bez praznina. Ova struktura potpuno blokira infiltraciju kišnice, vlage i kontaminanata u sučelje, značajno smanjujući rizik od "propadanja sučelja"-jednog od najčešćih načina kvara izolatora-i osiguravajući veću pouzdanost izolacije.

Stabilnija mehanička čvrstoća

Stezanje spojnica na šipku jezgre je "izravna mehanička veza". Kvaliteta savijanja (npr. dubina savijanja, sila stezanja) može se testirati unaprijed (npr. ispitivanje zategnutosti, otkrivanje grešaka rendgenskim zrakama). Naknadni postupak inkapsulacije ne utječe na čvrstoću veze između fitinga i šipke jezgre, čime se izbjegava kvar prijenosa mehaničkog opterećenja (npr. labavljenje fitinga, lom šipke jezgre) uzrokovan oštećenjem silikona tijekom prešanja.

Veća konzistencija proizvoda

Položaj okova je unaprijed fiksiran. Tijekom kapsuliranja, relativni položaj između fitinga i silikona može se precizno kontrolirati pomoću kalupa, sprječavajući probleme kao što su pomak fitinga i nejednaka debljina silikona. Ovaj je postupak posebno prikladan za -izolatore visokog napona (npr. 110 kV i više) koji zahtijevaju strogu kontrolu nad položajem prstenova za ocjenjivanje i debljinom izolacijskih slojeva.

Nedostaci

Složeniji proizvodni proces i veći troškovi

Potreban je dodatni pred{0}}postupak "prešanja-prilagodbe šipke jezgre". Nakon presovanja, površina za pristajanje mora biti prethodno-tretirana (npr. pjeskarenje radi uklanjanja hrđe, premazivanje temeljnim premazom za poboljšanje prianjanja na silikon), što rezultira s 2-3 koraka više procesa od inkapsulacije-prvog presovanja. To povećava ulaganja u opremu (npr. strojeve za presovanje, opremu za prethodnu obradu) i troškove rada.

Veće poteškoće u procesu kapsuliranja i sklonost defektima

Naborani spojevi (osobito oni s kutnom ili utornom strukturom) povećavaju otpor protoka silikona. Ako je konstrukcija kalupa nerazumna ili parametri ubrizgavanja (npr. temperatura, tlak) nisu pravilno kontrolirani, mogu se pojaviti nedostaci poput mjehurića zraka i nepotpunog punjenja oko spojnica. To zahtijeva preciznije kalupe i kontrolu procesa (npr. vakuumsko injekcijsko prešanje).

Visoki troškovi prerade

Ako se problemi s kvalitetom presovanja (npr. oštećenje šipke jezgre, nedovoljna sila stezanja) otkriju nakon kapsuliranja, sloj silikona mora se uništiti radi ponovne obrade, što gotovo rezultira bacanjem cijelog polu-proizvoda. Stopa prerade puno je veća od one kod kapsuliranja-prvog presovanja.

2. Prvo inkapsuliranje silikona, a zatim stezanje fitinga (inkapsulacija-prvo stezanje)

Prednosti

Jednostavan proizvodni proces i visoka učinkovitost

Nije potrebna prethodna-obrada stezanja ili postavljanja. Jezgrena šipka izravno je inkapsulirana silikonom kako bi se formirao izolacijski sloj, a spojnice su samo omotane preko krajeva silikona i nakon toga stegnute. Broj procesa smanjen je za više od 30%, što ga čini prikladnim za masovnu proizvodnju (npr. nisko-naponski izolatori za distribuciju električne energije). Proizvodni ciklus je 1/3 kraći od ciklusa savijanja-prve kapsulacije.

Stabilan proces enkapsulacije i niska stopa kvarova

Površina jezgre šipke je glatka (bez izbočenih priključaka), tako da je otpor protoka silikona nizak. Mogu se koristiti konvencionalni postupci kompresije ili ekstruzije, koji su manje skloni nedostacima kao što su mjehurići zraka i nepotpuno punjenje. Stopa kvalifikacije proizvoda obično je 5%-10% viša od stope inkapsulacije s prvim presovanjem, a poteškoće s otklanjanjem pogrešaka u procesu su niske.

Fleksibilna prerada i niski troškovi

Ako se nakon presovanja nađu problemi s prilagodbom (npr. pomak kod prešanja), priključci se mogu izravno ukloniti (silikon ima određenu elastičnost i nije ga lako oštetiti nakon prešanja). Novi priključci mogu se zamijeniti i ponovno-naviti bez uništavanja silikonskog sloja. Trošak ponovne obrade samo je 1/10 troška prešanja-prve kapsulacije.

Mala ulaganja u opremu i prepreka ulasku

Nisu potrebni namjenski strojevi za stezanje ili-oprema za prethodnu obradu okova-potrebni su samo kalupi za kapsuliranje i jednostavni alati za stezanje (npr. ručna/pneumatska kliješta za stezanje). Početno ulaganje u opremu je 40%-60% manje od ulaganja u-prvu kapsulaciju, što je čini prikladnom za mala i srednja poduzeća.

Nedostaci

Loše brtvljenje sučelja i visok rizik izolacije

Priključci su naborani na vanjskoj strani silikona, tako da je sučelje između silikona i priključaka "naknadna-formirana veza" koja ne može popuniti sitne praznine na spoju ili površini silikona. Kišnica i vlaga mogu se lako infiltrirati kroz sučelje, što može uzrokovati puzanje sučelja (smanjena izolacijska izvedba) ili čak električni kvar tijekom dugotrajne-upotrebe. Ovaj postupak nije prikladan za visoko-naponske izolatore (npr. 220kV i više) ili one koji se koriste u visoko-vlažnim, kontaminiranim okruženjima.

Mehanička čvrstoća oslanja se na silikon i sklona je kvarovima

Relativno visok tlak (obično 10-30MPa) potreban je za presovanje fitinga. Ako je tvrdoća silikona nedovoljna (npr. tvrdoća po Shoreu < 60) ili je debljina nejednaka, pritisak stiskanja može uzrokovati lokalnu deformaciju ili pucanje silikona, oštećujući put prijenosa sile između fitinga i jezgre. Pod dugotrajnim mehaničkim opterećenjima (npr. težina vodiča, opterećenje vjetrom), može doći do olabavljenja fitinga ili pucanja silikona.

Ograničena preciznost proizvoda

Enkapsulacija-prvo savijanje otežava preciznu kontrolu koaksijalnosti između fitinga i silikona (npr. pomak prstenova za razvrstavanje), što može dovesti do neravnomjerne distribucije električnog polja na izolatoru, povećati lokalnu jakost električnog polja i smanjiti početni napon korone. Ovaj postupak nije prikladan za visoko{4}}naponske izolatore koji zahtijevaju strogu distribuciju električnog polja.

III. Usporedba primjenjivih scenarija

Na temelju gore navedenih prednosti i nedostataka, primjenjivi scenariji dvaju procesa značajno se razlikuju, kao što je prikazano u tablici u nastavku:

IV. Zaključak: Temeljna osnova za odabir procesa

Izbor između dva procesa u biti je ravnoteža"zahtjevi za performanse"i"tro-učinkovitost":

Ako proizvod treba zadovoljitizahtjevi za visokim-naponom i visokom{1}}pouzdanošću(npr. izolatori dalekovoda) i proračun je dovoljan, preferira se "prešanje-prvo inkapsuliranje". Ovaj proces osigurava brtvljenje sučelja i mehaničku čvrstoću kroz složene postupke.

Ako je proizvod zanizak-napon, masovna proizvodnja(npr. izolatori za distribuciju električne energije) i troškovno-osjetljivo, "inkapsulacija-prvo stezanje" je prikladno. Poboljšava učinkovitost i smanjuje troškove pojednostavljivanjem procesa.

Nadalje, s razvojem procesne tehnologije, u industriji se pojavio postupak "poboljšane kapsulacije-prvog savijanja" (npr. nanošenje posebnih ljepila na fiting-silikonsko sučelje, usvajanje stepenastih struktura savijanja), koji može djelomično poboljšati učinkovitost brtvljenja. Međutim, još uvijek ne može u potpunosti zamijeniti prednosti "prešanja-prve kapsulacije" u scenarijima visokog-napona.