CN100568405C - 盘形悬式瓷绝缘子 - Google Patents

Abstract

一种盘形悬式瓷绝缘子，包括绝缘件、铁帽和钢脚，其特点绝缘件头部外壁形状为类似锥形头绝缘件的锥形；内壁形状为类似圆柱形头绝缘件的圆柱形。上述类似圆柱形头绝缘件的圆柱形内壁牢固的覆有一层瓷砂。上述绝缘子各构件之间能够进行适度的相对滑动，在温度发生变化时可获得良好的抗热应力能力。本发明所提供的绝缘子，结合了现有技术中圆锥头结构绝缘子和圆柱头结构绝缘子的优点，产品结构设计合理，而且具有良好的耐电击穿性能，安装方便，适用范围广泛。当环境温度发生变化时，绝缘子各构件之间能够适度滑动，使绝缘子各构件之间的相对位置趋于合理，从而减小了绝缘子头部产生的热应力，保证了绝缘子的运行安全。

Description

盘形悬式瓷绝缘子

[技术领域]

本发明涉及一种盘形悬式瓷绝缘子(以下称绝缘子)，特别是涉及用于输电线路的一种头部结构盘形悬式瓷绝缘子。

[背景技术]

近些年来，随着电力在中国的普及使用，起绝缘和固定导线作用的盘形悬式绝缘子在输变电系统中得到越来越广泛的应用。

现有技术中，大量使用的盘形悬式绝缘子由绝缘件、铁帽和钢脚用硅酸盐水泥胶合剂胶装而成。铁帽及钢脚与胶合剂接触表面涂一层缓冲层。钢脚顶部粘有垫片。绝缘件表面覆釉。铁帽、钢脚表面全部热镀锌。

在输变电系统中使用的绝缘子，若发生断裂，会造成设备损坏甚至人身伤害事故，导致变电站供电线路部分或全部停电，造成巨大经济损失和社会影响。研究人员通过深入分析与调查研究，发现其发生断裂的主要原因是：绝缘件、铁帽、钢脚和胶合剂的热膨胀系数不同，所以在环境温度产生变化时，绝缘件、铁帽、钢脚和胶合剂的体积变化不能同步，这样在绝缘子头部内部就会产生危险的热应力。绝缘子在长期的热应力和机械负荷作用下运行会累计产生机械应力，这种机械应力会使绝缘子的机电破坏强度有明显的下降，最终在各种因素的作用下导致绝缘子断裂。

这对于绝缘子的结构设计以及材料使用就提出了较高的要求。

正因为如此，人们在设计绝缘子头部结构的时候，积极寻找在最大程度上减小这种机械应力的方法。经过分析与实验验证，其主要方法就是通过合理的绝缘子头部结构设计，使得绝缘件、铁帽、钢脚和胶合剂之间能够进行适度的相对滑动。在环境温度发生变化时，这种适度的滑动可使绝缘子各构件之间的相对位置趋于合理，从而减小绝缘子头部内产生的热应力。

现今广为应用的盘形悬式绝缘子绝缘件头部结构有圆锥形和圆柱形两种。这两种绝缘子在温度变化时，各构件之间能够产生一定的滑动。

具有圆锥形头部结构的绝缘子，其绝缘件内外表面覆盖着一层光滑的釉，这就使绝缘件头部内、外壁与胶合剂间可以产生相对滑移。在温度变化时，绝缘件头部内、外侧发生绝缘件与胶合剂之间的相对滑动，在一定程度上减小了绝缘子头部产生危害绝缘子安全的热应力。

具有圆柱形头部绝缘件的绝缘子，其绝缘件圆柱形头部内、外壁覆盖有瓷砂，由于瓷砂面非常粗糙，绝缘件和胶合剂间不能相对滑动，而铁帽和钢脚对胶合剂之间可以相对滑动。在环境温度变化时，绝缘件头部外侧发生外侧胶合剂与铁帽之间的相对滑动，绝缘件头部内侧发生内侧胶合剂与钢脚之间的相对滑动。这两种滑动也能够在一定程度上减小绝缘子头部产生的热应力。

虽然上述两种头部结构，都能在一定程度上减小绝缘子头部产生危害绝缘子安全的热应力。但是由于圆锥形头部的绝缘子结构不便于实现生产的自动化以及圆柱形头部结构的绝缘子耐电击穿性能相对较弱等原因，不能保证绝缘子的性能要求，因而不能从根本上解决绝缘子在运行中的安全问题。

[发明内容]

本发明克服了上述现有技术之不足，在现有绝缘子基础上做出改进，其目的在于提供一种机电性能优良且易于加工的头部结构盘形悬式瓷绝缘子。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。

一种盘形悬式瓷绝缘子，包括绝缘件、铁帽和钢脚，其特征在于所说的绝缘件头部外壁形状为类似锥形头绝缘件的锥形；内壁形状为类似圆柱形头绝缘件的圆柱形；上述类似圆柱形头绝缘件的圆柱形内壁牢固的覆有一层瓷砂；上述绝缘件头部技术参数为(见图2)：

1.绝缘件头部外壁上下直径之比：

D/d＝1.05～1.25；

2.绝缘件头部内壁上下直径之比：

D′/d′＝0.90～1.00。

根据研究证明，当绝缘子的绝缘件头部特征符合以上条件，当温度发生变化时，绝缘子各构件之间能够进行适度的相对滑动，从而获得良好的抗热应力能力。

由于绝缘件外壁为锥形，上述绝缘子各构件之间进行的适度相对滑动，在绝缘件头部外侧的滑移是绝缘件和外侧胶合剂之间的相对滑移。

由于绝缘件内壁为近似的圆柱形，上述绝缘子各构件之间进行的适度相对滑动，在绝缘件头部内侧的滑移是钢脚和内侧胶合剂之间的相对滑移。

采用上述结构设计的绝缘子，其另一个很重要的特点是优良的耐电击穿性能。

众所周知，悬式绝缘子击穿电压与绝缘件易击穿部位的厚度δ有直接关系，δ越大，击穿电压越高。

图3、图4、图5所示的是相同绝缘等级的本发明、圆锥头结构绝缘子和圆柱头结构绝缘子的绝缘件剖面。δ、δ′和δ″分别表示这三种绝缘子易击穿厚度。从图中可以看出：δ＞δ′；δ＞δ″。

也就是说，本发明的绝缘件易击穿部位的厚度δ最大，因此其击穿电压也是最高的。

本发明所介绍的头部结构盘形悬式瓷绝缘子，结合了现有技术中圆锥头结构绝缘子和圆柱头结构绝缘子的优点，产品结构设计合理，减小了绝缘子头部产生的热应力，保证绝缘子的运行安全，而且具有良好的耐电击穿性能，便于加工，适用范围广泛。

[附图说明]

图1为本发明半剖面结构示意图。

图2为本发明全剖面结构示意图。

图3为本发明绝缘件剖面图。

图4为圆锥头结构绝缘子的绝缘件剖面图。

图5为圆柱头结构绝缘子的绝缘件剖面图。

图中符号说明：1、绝缘件；2、铁帽；3、钢脚；4、外侧胶合剂；5、内侧胶合剂；6、瓷砂；7、垫片。

下面结合附图详细介绍本发明具体实施例。

[具体实施方式]

如图1所示，本实施例所介绍的一种头部结构盘形悬式瓷绝缘子，主要由绝缘件1、铁帽2和钢脚3组成。绝缘件1头部外壁形状为类似锥形头绝缘件的锥形，表面无瓷砂；内壁形状为类似圆柱形头绝缘件的圆柱形；绝缘件1、铁帽2和钢脚3用胶合剂4、5或者其它胶合剂材料胶装而成。

根据图2所示参数，本实施例绝缘件1头部，还应当具备以下技术参数：

1.绝缘件1头部外壁上下直径D、d之比：

D/d＝1.05～1.25；

2.绝缘件1头部内壁上下直径D′、d′之比：

D′/d′＝0.90～1.00。

3.绝缘件1头部内壁圆柱面上牢固的覆有一层瓷砂6。

当绝缘子的绝缘件1头部特征符合上述三个条件，在温度发生变化时，绝缘子各构件之间能够进行适度的相对滑动，即绝缘件1外壁为近似的锥形，绝缘件1头部外侧的滑移是绝缘件1和外测胶合剂4之间的相对滑移；绝缘件1内壁为近似的圆柱形，绝缘件1头部内侧的滑移是钢脚3和内侧胶合剂5之间的相对滑移，从而使本实施例获得良好的抗热应力能力。

图3、图4、图5所示为相同绝缘等级的本实施例、圆锥头结构绝缘子和圆柱头结构绝缘子的绝缘件剖面。δ、δ′和δ″分别表示这三种绝缘子易击穿厚度。从图中可以看出：δ＞δ′，δ＞δ″

也就是说，本发明的绝缘件1易击穿部位的厚度δ最大，因此其击穿电压也是最高的，从而使本实施例所介绍的一种头部结构盘形悬式瓷绝缘子具有优良的耐电击穿性能。

Claims (1)

1、一种盘形悬式瓷绝缘子，包括绝缘件[1]、铁帽[2]和钢脚[3]，其特征在于所说的绝缘件[1]头部外壁形状为类似锥形头绝缘件的锥形；内壁形状为类似圆柱形头绝缘件的圆柱形，圆柱形内壁覆有一层瓷砂[6]；绝缘件[1]头部技术参数为：

绝缘件[1]头部外壁上下直径之比：D/d＝1.05～1.25；

绝缘件[1]头部内壁上下直径之比：D′/d′＝0.90～1.00。

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