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CN105924701A - 一种电力系统变压器减震装置 - Google Patents

一种电力系统变压器减震装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变压器减震装置，包括顶板和底板，所述顶板与底板之间设置有若干层上下粘结在一起的减震层，每层减震层由若干根圆柱形的减震条编织而成，所述的减震条的原料组分如下，均为重量份：丁苯橡胶40‑60 份，氯丁橡胶20‑40份，氟醚橡胶23‑26份，石墨烯0.1‑15份，酚醛树脂13‑15份，硅烷偶联剂1‑10份，半补强炉黑12‑15份，煅烧陶土10‑12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1‑10份，纳米二硫化钼(MoS2) 5‑7份，防老剂1‑10份，氧化锌4～8份，促进剂1‑5份。本发明的减震装置具有抗震防震性能，使变压器更加稳定，在具备较高的抗震防震性能，同时具备耐磨损、耐高温、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性。

Description

一种电力系统变压器减震装置
技术领域
本发明涉及一种电力系统变压器减震装置，属于电力设备技术领域。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市的不断扩大和城区电网改造的需求，一些变电站须建在商 业区和居民区。变电站中的变压器的铁芯在磁致伸缩时产生振动和噪声。噪声不但污染环境，危害人类身体健康，变压器的铁芯磁致伸缩时的振动又会加速变压器机械结构的疲劳损坏，影响变压器运行的稳定性。变压器的噪声还直接影响到变电站的占地面积的大小。噪声对人的危害性很大，长期处于噪声下的人会出现如下症状：影响听力，妨碍学习工作，干扰睡眠。影响心血管功能和内分泌系统。这主要表现在心跳过快、心律不齐、血压过高等。危害中枢神经系统。长期处于噪声环境中的人会出现头痛、耳痛多梦、记忆力减退、全身乏力等症状。甚至影响儿童的智力发展。有报告指出，在噪声环境下的儿童的智力比在安静环境下的儿童低20％，噪声对胎儿的成长也有影响。
现有的变压器减震装置为分散式，通过在变压器底部设置分散的3-6个小型减震器点来实现减震的效果。但是一旦某个小型减震器点出现问题，容易造成整个变压器的倾斜，存在安全隐患。而且，单单凭借3-6个小型减震器点所能完成的减震效果不理想，减震效率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电力系统变压器减震装置。
本发明的技术方案如下：
一种变压器减震装置，包括顶板和底板，所述顶板与底板之间设置有若干层上下粘结在一起的减震层，每层减震层由若干根圆柱形的减震条编织而成，所述的减震条的原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶40-60 份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1-10份，纳米二硫化钼(MoS2) 5-7份，防老剂1-10份，氧化锌4～8份，促进剂1-5份。
本发明优选的，半补强炉黑、煅烧陶土的粒径为80-90nm。
本发明优选的，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502。
本发明优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、 KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
本发明优选的，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂。
本发明优选的，所述的促进剂为二硫代四丁基秋兰姆。
本发明优选的，炭黑的粒径大于250nm，进一步的，炭黑为快压出炭黑N990。
本发明优选的，所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30%的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
所述的减震条是按以下方法制得，步骤如下：
（1）将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：（1-15）:100，单位：g/ml；
（2）预热密炼机到70-80℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤（1）制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
（3）将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为（8-10）：（2-5）；
（4）将步骤（3）得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
（5）向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，将硫化后的制品取出，按要求切割、修整后即得。
本发明优选的，步骤（4）中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟。
本发明优选的，步骤（5）中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
本发明的减震装置包括顶板和底板，所述顶板与底板之间设置有若干层上下粘结在一起的减震层，每层减震层由若干根圆柱形的减震条编织而成，增强了减震装置的抗震防震性能，使变压器更加稳定，抗震级别更高，减震装置中的减震条以丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟醚橡胶作为主料，使得减震条具备耐磨损、耐高温、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性；丁苯橡胶，氯丁橡胶，氟醚橡胶在酚醛树脂的配合下复混融合，同时添加硅烷偶联剂，使橡胶分子间形成牢固的C-C键并进一步构成“网络结构”，氟醚橡胶分子主链上碳原子链接氟原子形成键距短、键能极大的C-F键，且氟原子密集地包围着C-C主键，进一步保护主链不被冲击、破坏，加上经表面处理的凯夫拉短切纤维的保护，使减震条具备高耐磨损、耐高温和良好的抗冲击性能的同时兼具较好的弹性、强度、减震性和减少噪音的功能；二硫化钼片层之间具有较弱的范德华力(润滑作用)，极易劈开吸收摩擦力，使得橡胶与橡胶之间的直接摩擦就变成片层之间的间接摩擦，从而提高橡胶的耐磨性；同时配合石墨烯，石墨烯大尺寸片层结构吸附硫化，延长焦烧时间，改善氯丁橡胶的加工安全性，二硫化钼与石墨烯之间的配合，使分子间更加牢固、密实，使耐磨性进一步增强，半补强炉黑和煅烧陶土作为补强剂，能够充分填充在橡胶分子间的“网络结构”中，进一步极大地提高了减震条的耐磨性能。硅烷偶联剂Si-69的使用，不仅能够促进上述补强填充剂均匀地分布在本发明的橡胶分子间的“网络结构”中，同时，能够配合促进剂形成硫化体系，改善硫化特性，热氮气吹干使石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氧化锌、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂与橡胶之间的接触面积增大，更好的各自发挥各自作用及组分之间的相互性，使减震条具备耐磨损、耐高温、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性。在橡胶分子间的“网络结构”中硅烷偶联剂Si-69的保护下，补强填充剂、经表面处理的凯夫拉短切纤维发挥最大功效，使耐磨性及降低噪音能达到极致，从而使减震装置在具备较高的抗震防震性能，同时具备低噪音和优异的抗冲击、耐磨性。
附图说明
图1为本发明的变压器减震装置的结构示意图；
其中，1、顶板，2、底板，3、减震条。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。
实施例1
一种变压器减震装置，包括顶板1和底板2，所述顶板与底板之间设置有若干层上下粘结在一起的减震层，每层减震层由若干根圆柱形的减震条3编织而成，减震条3的直径为5-10mm，所述的减震条的原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶42 份，氯丁橡胶35份，氟醚橡胶25份，石墨烯5份，酚醛树脂14份，硅烷偶联剂Si69 7份，半补强炉黑14份，煅烧陶土11份，经表面处理的凯夫拉短切纤维8份，炭黑3份，纳米二硫化钼(MoS2) 6份，对苯二胺衍生物类防老剂3份，氧化锌5份，二硫代四丁基秋兰姆2份。
所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30%的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
所述的减震条是按以下方法制得，步骤如下：
（1）将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离3小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：12:100，单位：g/ml；
（2）预热密炼机到78℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22min得到橡胶主料，过程中打三角包6次，得到的橡胶主料冷却至32℃，加入步骤（1）制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
（3）将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流32分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为4：1；
（4）将步骤（3）得到的固体混合物使用温度为78℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至55℃，以90转/分钟的搅拌速速搅拌反应140分钟，得到中间物；
（5）向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度98℃，炼胶时间25分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为185℃，硫化时间15分钟，然后升温至230℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为8分钟。将硫化后的制品取出，按要求切割修整后即得。
实施例2
同实施例1所述的减震装置，不同之处在于，
所述的减震条是按以下方法制得，步骤如下：
丁苯橡胶58份，氯丁橡胶22份，氟醚橡胶23份，石墨烯7份，酚醛树脂13份，硅烷偶联剂Si69 5份，半补强炉黑12份，煅烧陶土10份，经表面处理的凯夫拉短切纤维7份，炭黑2份，纳米二硫化钼(MoS2) 5份，对苯二胺衍生物类防老剂5份，氧化锌4份，二硫代四丁基秋兰姆3份。
所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30%的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
上述减震条的制备方法，步骤如下：
（1）将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：1:10，单位：g/ml；
（2）预热密炼机到72℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼24min得到橡胶主料，过程中打三角包6次，得到的橡胶主料冷却至30℃，加入步骤（1）制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
（3）将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为5:1；
（4）将步骤（3）得到的固体混合物使用温度为75℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至54℃，以88转/分钟的搅拌速速搅拌反应145分钟，得到中间物；
（5）向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度95℃，炼胶时间25分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为188℃，硫化时间12分钟，然后升温至220℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为10分钟。将硫化后的制品取出，按要求切割修整后即得。

Claims (10)

1.一种变压器减震装置，包括顶板和底板，所述顶板与底板之间设置有若干层上下粘结在一起的减震层，每层减震层由若干根圆柱形的减震条编织而成，所述的减震条的原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶40-60 份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1-10份，纳米二硫化钼(MoS2) 5-7份，防老剂1-10份，氧化锌4～8份，促进剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，半补强炉黑、煅烧陶土的粒径为80-90nm。
3.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502。
4.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、 KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
5.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂。
6.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述的促进剂为二硫代四丁基秋兰姆。
7.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，炭黑的粒径大于250nm，进一步的，炭黑为快压出炭黑N990。
8.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30%的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
9.根据权利要求1所述的变压器减震装置，其特征在于，所述的减震条是按以下方法制得，步骤如下：
（1）将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：（1-15）:100，单位：g/ml；
（2）预热密炼机到70-80℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤（1）制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
（3）将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为（8-10）：（2-5）；
（4）将步骤（3）得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
（5）向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，将硫化后的制品取出，按要求切割、修整后即得。
10.根据权利要求9所述的变压器减震装置，其特征在于，步骤（4）中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟，步骤（5）中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
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