Hva er utfordringene i utformingen av endebeslag for silikongummiisolator?

Utformingen av metallbeslag for silikonisolatorer må balansere flere krav, inkludert tetning, elektrisk feltoptimalisering og mekanisk tilkobling. Det er også begrenset av produksjonsprosesser og ekstreme miljøer. Enhver forglemmelse kan føre til feil som kjernestangsprøbrudd og isolasjonsbrudd. Kjernedesignutfordringene er konsentrert om følgende aspekter:

Tetningskvalitet avgjør direkte om isolatorkjernestangen er korrodert, noe som gjør den til en kjerneutfordring i tilpasningsdesign. Ekstern forsegling innebærer å lime en silikongummikappe til den ytre overflaten av beslaget. Dette forseglingslaget er utsatt for miljøet, sårbart for koronautslipp, buedannelse og naturlig erosjon, noe som resulterer i høy skaderisiko. Innvendig tetning er avhengig av en kombinasjon av tetningsspor og tetningsmasse for å hindre vanninntrengning, men produksjonen krever påføring av koblingsmiddel inne i beslaget.-jevnhet og fullstendighet av innvendig belegg er vanskelig å inspisere. I tillegg forbruker luftinnfanging under silikongummiinjeksjon i beslaget vulkaniseringsmidler, noe som forårsaker delvis avvulkanisering. Interne vulkaniseringsdefekter etter støping kan ikke oppdages visuelt, noe som øker risikoen for tetningssvikt betydelig.

Elektriske feltkonsentrasjoner har en tendens til å oppstå i krysset mellom endebeslaget og kjernestangen til komposittisolatorer. Hvis den elektriske feltstyrken overstiger luftens nedbrytningsstyrke, vil koronautladning oppstå, noe som akselererer aldring av kjernestaver og skader på tetningen. Spenningsutjevningsringer er nøkkelen til å forbedre elektrisk feltdistribusjon, men designparameterne deres er svært krevende. For eksempel klarer ikke en altfor liten rørdiameter effektivt å redusere enden av elektrisk feltstyrke; utilstrekkelig ytre diameter øker feltstyrken på spesifikke steder; og overdreven dybde inn i paraply-skjørtet forkorter den tørre bueavstanden, og senker lynimpulsutladningsspenningen. I mellomtiden er det ingen enhetlig industristandard for spenningsutjevningsringer, noe som fører til betydelige forskjeller i struktur og størrelsesdesign blant produsenter. Installasjonsproblemer som omvendt montering eller feiltilpassede ringer kompliserer designtilpasningen til den totale isolatoren ytterligere.

 

Fittings må stabilt bære ledervekt og overføre mekaniske belastninger, med hver koblingsstruktur som byr på unike designutfordringer. Eksterne kilestrukturer skader ikke kjernestangens integritet, men krever ekstremt høy dimensjonsnøyaktighet av metallhulrommet, utvendig kile og kjernestangomkretsen. Høy prosessvanskelighet resulterer i ustabil mekanisk styrke i leddene. Interne kilestrukturer gir stabil styrke, men kompromitterer kjernestangens integritet, og krever presis kontroll over kileposisjon og kraft under design. Den vanlige krympestrukturen krever høy fysisk egenskapsmatching mellom beslag og kjernestangmaterialer. Nøyaktig ekstrudering for å kontrollere plastisk deformasjon av beslaget er nødvendig for å generere tilstrekkelig pre-trykkspenning, som konverteres til friksjonskraft for å bære belastninger. Ethvert parameteravvik vil påvirke tilkoblingens pålitelighet.

På den ene siden avhenger grenseflateadhesjon mellom beslag, kjernestenger og silikongummi av koblingsmidler. Den optimale limlagtykkelsen for koblingsmiddeleffektivitet er bare 0,5 μm. Designet må samsvare med passende belegningsprosesser-et altfor tykt klebende lag forårsaker brudd på limoverflaten, mens et altfor tynt lag ikke oppnår full kryssbinding, noe som lett fører til avbinding eller isolasjonsbrudd. På den annen side forverrer ekstreme utendørsmiljøer designvansker. For eksempel kan temperaturforskjeller på dag-natt forårsake termisk ekspansjon og sammentrekningsavvik mellom beslag og silikongummi, noe som kan føre til sprekkdannelser over tid. Sterk vind og linegaloppering utøver kontinuerlig ekstern påvirkning på monteringsforbindelser, noe som krever utforming av bufferstruktur. I tillegg må metallmaterialet til armaturer balansere korrosjonsmotstand og mekanisk styrke for å unngå redusert belastning{10}} og elektrisk ytelse på grunn av korrosjonslag.

Designopplegg må tilpasses faktiske produksjonsprosesser, ellers kan det oppstå kvalitetsfarer. For eksempel krever eksterne tetningsstrukturer et relativt tykt silikongummilag for å sikre tetningseffektivitet, noe som fører til ujevn temperaturfordeling i og utenfor formhulen under vulkanisering og ufullstendig vulkanisering av forseglede deler. Mens tilleggsvarmeenheter kan legges til, øker dette produksjonskostnadene, i konflikt med økonomiske designmål. Videre er tradisjonelle prosesser som manuell påføring av koblingsmiddel utsatt for ujevne limlag og sekundær forurensning. Selv med en godt-utformet tilkoblingsstruktur kan prosessfeil forårsake bindingsfeil. Å designe tilpasningsstrukturer som er kompatible med automatiserte sprøyteprosesser krever balansering av dimensjonsnøyaktighet og produksjonsgjennomførbarhet.