Сравнение на предимствата и недостатъците между два процеса за производство на силиконови изолатори: пресоване на монтиране преди силиконово покритие срещу монтиране на кримпване след нанасяне на силиконово покритие

При производството на силиконови изолатори, двата основни процеса-"първо кримпване на фитинги, след това капсулиране на силикон"(наричано по-нататък „кримпване-първо капсулиране“) и„първо капсулиране на силикон, след това кримпване на фитинги“(наричани по-долу „капсулиране-първо кримпване“)-се различават по реда на комбиниране на фитинги със силикон. Тази разлика пряко засяга производителността на продукта, ефективността на производството, разходите и приложимите сценарии. По-долу е даден сравнителен анализ на двата процеса от три измерения:предимства, недостатъци и приложими сценарии.

I. Основни концепции и логика на процеса

Преди сравнението е необходимо да се изяснят функциите на два ключови компонента:

Фитинги: Метални съединители на изолатори, отговорни за предаване на механични натоварвания (напр. опън, въртящ момент) и свързване на проводници към електрически стълбове. Те трябва да образуват силна "механична + уплътнителна" връзка със силикона.

Силикон: Основното изолиращо тяло на изолаторите, което трябва да има отлична устойчивост на атмосферни влияния и изолационни свойства. Освен това интерфейсът между силикона и фитингите не трябва-да бъде процепен, за да се предотврати проникването на дъждовна вода и прах, което може да доведе до електрическа повреда или механична повреда.

Основните логически разлики между двата процеса са следните:

Кримпване-първо капсулиране: Първо, фитинги (напр. крайни фитинги, градиращи пръстени) се фиксират към основния прът (основен прът от фибростъкло/епоксидна смола,-носещата рамка на изолатора) чрез пресоване. След това течният силикон се увива около комбинирания възел на сърцевината + фитинги чрез леене под налягане, формоване под налягане или други методи за образуване на изолационен слой.

Капсулиране-първо кримпване: Първо, силиконът се увива около сърцевината, за да образува изолационен слой. След това фитингите се поставят върху края на формования силиконов изолационен слой и се фиксират чрез кримпване, за да се свържат фитингите към сърцевината.

II. Сравнение на предимствата и недостатъците на двата процеса

1. Първо кримпване на фитинги, след това капсулиране на силикон (кримпване-първо капсулиране)

Предимства

Превъзходно уплътнение и изолация на интерфейса

След като фитингите се гофрират и фиксират към сърцевината, те се капсулират напълно със силикон. Силиконът може директно да запълни междините за кримпване между фитингите и сърцевината, както и малките вдлъбнатини върху фитинговата повърхност, образувайки интегрирана структура на „фитинг-силиконова-сърцевина“ структура без празнини. Тази структура напълно блокира проникването на дъждовна вода, влага и замърсители в интерфейса, като значително намалява риска от „разрушаване на интерфейса“-един от най-често срещаните начини на повреда на изолаторите-и осигурява по-висока надеждност на изолацията.

По-стабилна механична якост

Кримпването на фитингите към сърцевината е "директна механична връзка". Качеството на кримпване (напр. дълбочина на кримпване, сила на затягане) може да бъде тествано предварително (напр. тестване на опън, рентгеново откриване на дефекти). Последващият процес на капсулиране не влияе на здравината на връзката между фитингите и сърцевината, избягвайки повреда при предаване на механично натоварване (напр. разхлабване на фитинга, счупване на сърцевината), причинена от повреда на силикона по време на кримпване.

По-висока консистенция на продукта

Позицията на фитингите се фиксира предварително. По време на капсулирането относителната позиция между фитингите и силикона може да се контролира прецизно с помощта на форми, предотвратявайки проблеми като изместване на фитинги и неравномерна дебелина на силикона. Този процес е особено подходящ за изолатори с високо{2}}напрежение (напр. 110 kV и повече), които изискват строг контрол върху позицията на градиращите пръстени и дебелината на изолационните слоеве.

Недостатъци

По-сложен производствен процес и по-високи разходи

Необходим е допълнителен предварителен-процес на „кримпване-на фитинга на ядрото“. След кримпване повърхността на монтажа трябва да бъде предварително -обработена (напр. пясъкоструене за отстраняване на ръжда, покритие с грунд за подобряване на адхезията към силикона), което води до 2-3 стъпки на процеса повече от капсулирането-първото кримпване. Това увеличава инвестициите в оборудване (напр. машини за кримпване, оборудване за предварителна обработка) и разходите за труд.

По-голяма трудност в процеса на капсулиране и склонност към дефекти

Гофрираните фитинги (особено тези с ъглова или набраздена структура) увеличават съпротивлението на протичане на силикона. Ако конструкцията на формата е неразумна или параметрите на впръскване (напр. температура, налягане) не се контролират правилно, около фитингите може да се появят дефекти като въздушни мехурчета и непълно запълване. Това изисква по-прецизни форми и контрол на процеса (напр. вакуумно шприцване).

Високи разходи за преработка

Ако след капсулирането се открият проблеми с качеството на кримпване (напр. повреда на сърцевината на пръта, недостатъчна сила на затягане), силиконовият слой трябва да бъде унищожен за повторна обработка, което почти води до бракуване на целия полу-продукт. Степента на преработване е много по-висока от тази при капсулиране-първо кримпване.

2. Първо капсулиране на силикон, след това кримпване на фитинги (капсулиране-първо кримпване)

Предимства

Опростен производствен процес и висока ефективност

Не е необходима предварителна-обработка за кримпване или монтаж. Сърцевината на пръта е директно капсулирана със силикон, за да образува изолационния слой, а фитингите се поставят само върху силиконовите краища и се гофрират след това. Броят на процесите е намален с повече от 30%, което го прави подходящ за масово производство (напр. изолатори за ниско-напрежение). Производственият цикъл е 1/3 по-кратък от този на кримпване-първото капсулиране.

Стабилен процес на капсулиране и нисък процент на дефекти

Повърхността на сърцевината на пръта е гладка (без изпъкнали фитинги), така че съпротивлението на потока на силикона е ниско. Могат да се използват конвенционални процеси на пресоване или екструдиране, които са по-малко податливи на дефекти като въздушни мехурчета и непълно запълване. Степента на квалификация на продукта обикновено е с 5%-10% по-висока от тази при капсулиране с първо кримпване и трудността при отстраняване на грешки в процеса е ниска.

Гъвкава преработка и ниски разходи

Ако се открият проблеми с монтажа (напр. изместване при кримпване) след кримпване, фитингите могат да бъдат директно отстранени (силиконът има определена еластичност и не се поврежда лесно след кримпване). Новите фитинги могат да бъдат сменени и повторно-нагънати без разрушаване на силиконовия слой. Разходите за преработка са само 1/10 от тези за кримпване-първото капсулиране.

Ниска инвестиция в оборудване и бариера за навлизане

Не са необходими специални машини за кримпване или-оборудване за предварителна обработка на фитинги-необходими са само форми за капсулиране и прости инструменти за кримпване (напр. ръчни/пневматични клещи за кримпване). Първоначалната инвестиция в оборудване е с 40%-60% по-ниска от тази за кримпване-първо капсулиране, което го прави подходящо за малки и средни предприятия.

Недостатъци

Лошо уплътняване на интерфейса и висок риск от изолация

Фитингите са нагънати от външната страна на силикона, така че интерфейсът между силикона и фитингите е „пост{0}}формирана връзка“, която не може да запълни малки празнини върху фитинга или силиконовата повърхност. Дъждовната вода и влагата могат лесно да проникнат през интерфейса, което може да причини пълзене на интерфейса (намалена изолационна производителност) или дори електрическа повреда при дългосрочна-използване. Този процес не е подходящ за изолатори с високо-напрежение (напр. 220kV и повече) или такива, използвани в замърсени среди с висока-влажност.

Механичната здравина разчита на силикон и е склонна към повреда

Сравнително високо налягане (обикновено 10-30MPa) е необходимо за кримпване на фитинги. Ако твърдостта на силикона е недостатъчна (напр. твърдост по Shore < 60) или дебелината е неравномерна, натискът при кримпване може да причини локална деформация или напукване на силикона, увреждайки пътя на предаване на силата между фитингите и сърцевината. При продължителни механични натоварвания (напр. тегло на проводника, натоварване от вятър) може да възникне разхлабване на фитинга или разкъсване на силикона.

Ограничена прецизност на продукта

Капсулирането-първото кримпване затруднява прецизното контролиране на коаксиалността между фитингите и силикона (напр. изместване на градиращите пръстени), което може да доведе до неравномерно разпределение на електрическото поле върху изолатора, увеличаване на локалната сила на електрическото поле и намаляване на напрежението на зараждане на короната. Този процес не е подходящ за изолатори с високо-напрежение, които изискват строго разпределение на електрическото поле.

III. Сравнение на приложимите сценарии

Въз основа на горните предимства и недостатъци, приложимите сценарии на двата процеса се различават значително, както е показано в таблицата по-долу:

IV. Заключение: Основна основа за избор на процес

Изборът между двата процеса по същество балансира"изисквания за изпълнение"и"ценова-ефективност":

Ако продуктът трябва да отговаряизисквания за високо-напрежение и висока-надеждност(напр. изолатори на преносна линия) и бюджетът е достатъчен, предпочита се „кримпване-първо капсулиране“. Този процес гарантира уплътняване на интерфейса и механична якост чрез сложни процедури.

Ако продуктът е заниско{0}}волтаж, масово производство(напр. изолатори за разпределение на мощност) и чувствителни към разходите-, подходящо е „капсулиране-първо кримпване“. Подобрява ефективността и намалява разходите чрез опростяване на процеса.

Освен това, с развитието на технологията на процеса, в индустрията се появи процес на „подобрено капсулиране-първо кримпване“ (напр. прилагане на специални лепила върху фитинга-силиконов интерфейс, възприемане на стъпаловидни структури за кримпване), който може частично да подобри ефективността на запечатване. Въпреки това, той все още не може напълно да замени предимствата на „кримпване-първо капсулиране“ в сценарии с високо-напрежение.