ポリマー絶縁体は、従来のセラミックおよびガラスの絶縁体よりも多くの利点があるため、電力産業でますます人気が高まっています。ポリマー絶縁体の大手サプライヤーとして、私はこれらの高性能電子コンポーネントの生産に関与する製造プロセスについてよく尋ねられます。このブログ投稿では、ポリマー絶縁体の主要な製造プロセスの詳細な概要を説明します。
原材料の選択
ポリマー絶縁体の製造における最初のステップは、原材料の慎重な選択です。ポリマー絶縁体の主なコンポーネントは、コア材料、ハウジング材料、および最終備品です。
コア材料は通常、グラスファイバーロッドで作られています。グラスファイバーは、機械的強度、優れた電気断熱特性、環境要因に対する良好な耐性を提供します。これらのロッドには通常、エポキシ樹脂が浸透しています。これは、追加の強度と保護を提供します。グラスファイバーの品質と使用されるエポキシ樹脂は、絶縁体の機械的および電気性能に直接影響するため、重要です。
ハウジング材料は通常、シリコンゴム化合物です。シリコンゴムは、優れた疎水性のために選択されています。つまり、水を撃退します。この特性は、絶縁体の表面に連続した水膜の形成を防ぐのに役立ち、電気のフラッシュオーバーのリスクを減らします。シリコンゴム化合物は、追跡と侵食に対しても良好な耐性を持ちます。これは、屋外電気アプリケーションで一般的な問題です。
端部は金属、通常は鋼またはアルミニウムで作られています。これらのフィッティングは、電気機器とサポート構造に絶縁体を取り付けるために使用されます。彼らは、機械的強度が高く、電気的導電率が良好である必要があります。
コア製造
原材料が選択されると、コア製造プロセスが開始されます。グラスファイバーロッドは、最初に必要な長さに切断されます。次に、それらはマンドレルに入れられます。これは、ロッドの形状に使用される円筒形のツールです。次に、マンドレルを樹脂バスに入れます。そこでは、グラスファイバーロッドにエポキシ樹脂が含浸されています。
含浸後、ロッドは特定の温度と一定の期間、オーブンで硬化します。この硬化プロセスは、エポキシ樹脂を強化し、それをグラスファイバーに結合し、強力で硬いコアを作成するのに役立ちます。硬化プロセス中に、コアに目的の機械的特性があることを確認するために、温度と時間を慎重に制御することが重要です。
コアが硬化すると、マンドレルから削除され、一連の品質管理チェックが行われます。これらのチェックには、コアの直径、まっすぐ、および機械的強度の測定が含まれます。必要な仕様を満たさないコアは拒否されます。
ハウジングモールディング
次のステップは、ハウジングモールディングプロセスです。シリコンゴム化合物は、最初にベースポリマー、フィラー、添加物をミキサーに混合して調製します。フィラーはゴムの機械的および電気的特性を改善するために使用されますが、添加物は紫外線やオゾンなどの環境要因に対する耐性を高めるために使用されます。
シリコンゴム化合物が準備されたら、型に入れます。次に、コアが金型に挿入され、型が閉じられます。その後、ゴムは加硫されます。これは、ポリマーチェーンをリンクして固体弾性材料を作成するように圧力下でゴムを加熱するプロセスです。
圧縮成形、射出成形、トランスファーモールディングなど、さまざまな加硫方法があります。圧縮成形は、ポリマー絶縁体を製造するための最も一般的な方法です。この方法では、ゴム化合物を金型の下半分に配置し、コアが挿入されます。その後、金型の上半分を閉じ、ラバーをコアの周りに流すように圧力をかけます。その後、金型を加熱温度に加熱し、ゴムを硬化させます。
加硫後、絶縁体は金型から除去されます。次に、余分なゴムを除去するようにトリミングされ、目視検査を受けて、亀裂、ボイド、または凹凸などの表面欠陥をチェックします。
フィッティングアセンブリを終了します
製造プロセスの最後のステップは、最終フィッティングアセンブリです。終了フィッティングは、腐食を防ぐためにそれらを洗浄およびコーティングすることにより最初に調製されます。次に、機械的または化学的結合法を使用してコアに取り付けられます。
機械的結合では、エンドフィッティングがCoreに圧着またはボルトで固定されています。この方法は、強力で信頼性の高い接続を提供しますが、接続が安全であることを確認するために、慎重なアラインメントと締め付けが必要です。
化学結合では、接着剤を使用して、最終継手をコアに結合します。この方法は、より正確で均一な接続が必要な場合によく使用されます。接着剤は、金属端部のフィッティングとグラスファイバーコアの両方に良好な接着を持つ必要があります。
終了フィッティングが取り付けられると、絶縁体は最終的な品質管理チェックを受けます。このチェックには、絶縁体が必要な誘電強度とその張力と曲げ強度を検証するために必要な機械的試験があることを確認するための電気試験が含まれています。
品質管理とテスト
製造プロセス全体で、品質管理とテストが最も重要です。ポリマー絶縁体は、電気アプリケーションでの信頼性と安全性を確保するために、IECやIEEE標準などの厳格な国際基準を満たす必要があります。
上記のプロセス品質チェックに加えて、完成した絶縁体は一連の包括的なテストにもかかっています。これらのテストには、電力周波数電圧に耐えるテスト、インパルス電圧に耐えるテスト、漏れ電流測定などの電気テストが含まれます。引張強度テスト、曲げ強度テスト、ねじれ強度テストなどの機械的検査も実施されます。
環境テストも実施され、さまざまな環境条件下での絶縁体の性能を評価します。これらのテストには、塩霧テスト、UV老化テスト、および汚染フラッシュオーバーテストが含まれます。
結論
結論として、ポリマー絶縁体の製造プロセスは複雑であり、細部への注意と注意が必要です。原材料の選択から最終フィッティングアセンブリまで、各ステップは、最終製品の品質とパフォーマンスを決定する上で重要な役割を果たします。
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参照
- IEC 61109：1000 Vを超える名目上の電圧を備えたオーバーヘッドラインの絶縁体 - ACシステムの複合絶縁体 - 定義、テスト方法、受容基準
- IEEE 1427：伝送および配電線のためのポリマー絶縁体の設計、テスト、および適用の標準
