CN1007560B - 电气绝缘子 - Google Patents

Abstract

一只电气绝缘子包括有：一个瓷裙和一个凸起的并与该瓷裙形成整体的头部，瓷裙的最薄部分不小于5mm，盖有一个端帽的头部的厚度或在头部与瓷裙之间连接部分邻近处的厚度不小于瓷裙最小厚度的2倍。

Description

本发明涉及到一个电气绝缘子，更具体地涉及到一个这样的绝缘子，即当绝缘子遭到子弹射击并且瓷裙破损时，裂纹也不会由此扩伸到头部，故不致因此造成诸如掉线等故障而降低电力传输能力，该电气绝缘子主要是由矾土较好地构成。

根据现今所知道的陶瓷悬式绝缘子的一个例子-如图10所示的一般应用的绝缘子，它具有盖着一个帽子的头部51，其厚度a相当地接近瓷裙52的厚度b。

当由陶瓷构成的上述常规型式的悬式绝缘子用于电力传输线上，并且瓷裙遭受到猎枪的子弹射击时，则破裂不仅发生在瓷裙上而也扩展到其头部。在有些情况下，悬式绝缘子破碎了，以致不能完全再起绝缘子的作用，结果使电力传输线掉落并中断了输电，造成极严重的不期望发生的事故。近来这样的事故在北美、南美、奥大利亚等地普遍不断地发生，因为这些地方用高能量的猎枪子弹的缘故。

本发明的目的即为了排除上述缺陷而提供一种电气绝缘子-一个具有极好的抗枪击性能的特殊型电气绝缘子，如此即消除了上述绝缘子的弱点，同时得到满意的机械和电气特性，而且特性之强即使用子弹射击该绝缘子可能出现破裂也不会扩伸到头部，而且仍能保持有足够的机械和电气特性。

按照本发明所提供的电气绝缘子，其中规定瓷裙的最薄部分的厚度不小于5mm，以及盖有帽子的头部的厚度或在头部与瓷裙之间连接部分的邻近处厚度不小于瓷裙最小厚度的2倍。

按照本发明提供的一个较佳实施例，其中规定该电气绝缘子在头部和瓷裙之间连接部分邻近处的厚度是从在有一个钢销钉插固着的销钉孔与最里面凹槽部分之间的一个凸台端到瓷裙的外表面的厚度。

按照本发明提供的另一个较佳实施例，其中规定该电气绝缘子在头部和瓷裙之间连接部分邻近处的厚度是在最里面凹槽的底部和瓷裙的外表面之间的瓷裙厚度。

按照本发明提供的另一个较佳实施例，其中规定电气绝缘子在头部和瓷裙之间连接部分邻近处的厚度是在有一个钢销钉插固着的销钉孔与最里面凹槽之间的一个凸台的厚度。

按照本发明进一步提供的一个较佳实施例，其中规定电气绝缘子的一个凸缘的长度不小于瓷裙最小厚度的3倍。

按照本发明更进一步提供的一个较佳实施例，其中规定电气绝缘子主要由含有重量不低于40%的矾土为绝缘材料构成。

为了更好地了解本发明，给出以下附图供参考。

图1到图4表示按照本发明实施的电气绝缘子的各种实施例部分剖视图;

图5为说明本发明应用的射击试验方法的示意图;

图6的曲线说明在高能量子弹射击下在矾土含量与瓷裙破损量之间的关系;

图7的曲线说明本发明悬式绝缘子的瓷裙厚度与瓷裙击穿电压之间的关系;

图8的曲线说明瓷裙的加厚部分的厚度与最小厚度的厚度比与头部裂纹量之间的关系;

图9的曲线说明凸缘高度对瓷裙最小厚度之比与头部裂纹量之间的关系;以及

图10为一只常范电气绝缘子的部分剖视图，

各图中标号1、11、21、31、52表示绝缘子瓷裙，标号2、22表示凸台端，3、23表示销钉孔，4、12、24、33表示凸缘，5、13、25为凸台，6、14、27、32、51为头部，7、28为凹槽，15为凹槽底部，26为台部，41为悬式绝缘子，42为地表面，43为一弹道，以及44为手枪。

在本发明中，在头部和瓷裙之间连接部分邻接处的厚度系指：在有一个钢销钉插固着的销钉孔和最里面的凹槽之间的凸台端到瓷裙的外表面的任一厚度;在最里面凹槽部分的底部和瓷裙外表面之间的瓷裙厚度;以及在每一个钢销钉插固着的销钉孔和最里面凹槽部分之间的凸台的厚度。

最外面凸缘的长度，最好所有各凸缘的长度不小于瓷裙最小厚度的3倍，以及矾土的含量在不低于40%（以重量百分比计）的范围内较好。

各个数字界限的理由将解释如下，这里仅对主要理由给以解释。

瓷裙的最小厚度不得小于5mm的理由是，若小于5mm，则机械强度和电气特性将会变坏。盖有一个帽子的头部厚度，或在头部和瓷裙之间连接部分邻近处的厚度不小于瓷裙的最小厚度的2倍，其理由是，如果前者小于所述的2倍，则当子弹射击绝缘子时，可能会造成裂纹延伸到头部，以致被射击了的绝缘子就不能充分起到它应有的作用。凸缘的长度不小于瓷裙最小厚度的3倍以及矾土的含量不低于40%的重量，其理由是，这样做能提高绝缘子本体的机械强度，以及很大程度地降低裂纹延伸到头部的比率。

利用这样的结构，即使绝缘子受到子弹的射击，受子弹射击所造成应力被集中在瓷裙的最薄部分上，使此部分破裂，从而阻挡住破裂向头部延伸。结果，绝缘子头部可不受破裂的影响，也即甚至绝缘子遭到射击而绝缘子头部的机械强度和电气特性也不会降低。

下面将结合具体实施例更详细地阐述本发明，但只是为了解释本发明，决不能利用此解释而限制本发明的范畴。

实施例：

如表1所示实施例制备陶瓷原料，先将其用球磨机或类似工具进行混合并湿磨，经过滤后压成饼形，将如此构成的饼最好用去气挤压器挤压，并模铸成所期望的形状。将此生胎模铸成这样一种形状，即令瓷裙的最小厚度和头部厚度或在头部与瓷裙之间连接部分邻近处的厚度分别落在上述数字限度范围以内，同时瓷裙厚度和凸缘长度可按所述的比值进行处理，在所模铸的生胎乾燥和上釉后，将上釉的胎在温度由1250到1450℃范围内进行焙烧。将焙烧过的绝缘子头部加上帽子，并将一个钢销钉用水门汀固装到销钉孔中以便去组装成一串悬式绝缘子。

表1

化学成分 SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃TiO₂CaO MgO K₂O Na₂O

范围    25.0    18.0    0.1    0.1    0.1    0.05    1.0    0.5

（重量    ～75.0    ～68.0    ～1.5    ～1.0    ～1.0    ～1.0    ～6.0    ～3.0

%值）

较佳    26.0    40.0    0.1    0.1    0.1    0.05    3.0    1.0

范围

（重量    ～55.0    ～65.0    ～0.7    ～0.4    ～0.4    ～0.4    ～6.0    ～2.5

%）

图1到图4是按照本发明实施的电气绝缘子的部分剖视图，在图1上所述的实施例中，瓷裙的最小厚度t为5mm，在头部6和瓷裙1之间连接部分邻近处的厚度，也即从凸台5的端部2到瓷裙1的外表面的增厚部分的厚度T为15mm，凸台5位于插固有一个钢销钉（未示出）的销钉孔3和最里面凸缘4的里面的凹槽部分7之间，以及最外面凸缘4的长度为10mm。

在图2所示的实施例中，瓷裙11的最小厚度t为5mm，在头部14和瓷裙11之间连接部分邻近处的厚度，也即从一个凹槽的底部15到瓷裙11的外表面的增厚部分的厚度T为10mm，该凹槽是指在凸台12和最里面凸缘12之间的部分;以及最外面凸缘12的长度L为25mm。

在图3所示的一个实施例中，瓷裙21的最小厚度为15mm，在头 部27和瓷裙21之间连接部分邻近处的厚度，也即从凸台25的端部22到一个在瓷裙21外表面上形成的台阶部分26的增厚部分厚度T为30mm，凸台25是指在销钉孔23和在最里面凸缘24内侧的凹槽28之间的部分;以及最外面凸缘24的长度为45mm。

在图4表示的一个实施例中，瓷裙的最小厚度t为15mm，头部的厚度T为30mm，以及最外面的凸缘33的长度L为30mm。

为了掌握质量合格情况，例如对按本发明做的上述绝缘子的抗枪击性质，在本发明中进行了下述的射击试验。如图5所示的射击试验示意图，被试验的一个悬式绝缘子41被放在离地面42高度1M之处;并且绝缘子的凹面的法线相对于弹道43朝上倾斜30°角，子弹由距离悬式绝缘子41（射击目标）50呎（约15M）处的手枪，在等高位置上射向该目标，以最外面凸缘和其相邻凸缘的最外面之间的凹槽部分的槽底为直接射击目标，以最外面凸缘和其相邻凸缘的最外面之间的凹槽部分的槽底为直接射击目标，所用的子弹和枪为，222REM子弹，该子弹的速度为957M/s，能量为151Kg·m，野人〔Savage〕222REM长的340型来福枪。

在射击后对抗枪击性能采取以瓷裙破损量和头部发生裂纹的百分比（%）为其检验标准，前述的破损量采用测定瓷裙被射后破损量的标准，它定义为下述方程式：

瓷裙破损量（%）＝ (射击前的瓷裙重量-射击后剩余的瓷裙重量)/(射击前的瓷裙重量) ×100

头部破损百分率是一项检验被试绝缘子是否合格的标准，它决定于在射击点产生的破裂延伸到头部的裂纹程度，以及通过分解所射击的绝缘子，按下述公式来确定头部破损百分率，若延伸到头部的裂纹超过瓷帽的边缘则被判为“不合格”，如延伸到头部的裂纹没超过瓷帽的边缘则判定为“可用”。

头部裂纹百分率（%）＝ (裂纹延伸到头部的绝缘子数)/(绝缘子的总数) ×100

实施例1：

关于采用的原材料为将示于表1中化学成分中的矾土（Al₆O₃）含量按重量变化在20到65%的范围，将按照本发明实施的具有断面为图1到图4所示形状的悬式绝缘子和具有如图10所示的常规断面形状的悬式绝缘子作试验比较，对这些绝缘子用高能量的子弹进行一一射击试验，试验结果示于表2中，射击试验后，瓷裙破损量和矾土含量之间的关系则示于图6中，在整个测定中以X、O和 分别指示“不合格”，虽见到有部分裂纹但“尚能使用”以及“无裂纹”。

从表2的揭示中明显看出，按本发明做的改进型悬式绝缘子在瓷裙中有一段薄的部分，且在头部具有增厚部分或在头部和瓷裙之间连接部分邻近处具有增厚部分时，具有极好的效果，即用高能量枪弹射击该悬式绝缘子后，裂纹没有扩展到头部。对按照本发明做的具有特殊断面的绝缘子，其瓷裙被射击时，由于子弹射击的应力集中地发生在瓷裙最薄部分与在头部或头部与瓷裙间连接部分邻近处的增厚部分之间的交界处，使瓷裙的最薄部分破损，并同时即造成将薄部分与增厚部分分离开，以致能阻止由于射击所产生的裂纹向头部扩展，再者，矾土的含量越大，则就越能提高抗枪击和上述功能。与此相对比，如图10所示的常规绝缘子，裂纹扩展到头部，而且绝缘子被破坏到已不能再起到绝缘子的作用。如图6所证明的，按照本发明做的特殊断面的绝缘子，其中矾土含量越大则瓷裙破损量越小，从而显示出更加明显的效果。

实施例2：

悬式绝缘子具有如表1所示的复合范围内的材料，并且有如图1所示的断面，同时瓷裙的最小厚度变化在3～10mm范围内，对如此所做成的悬式绝缘子测定了瓷裙的击穿电压，这一测定是为了确定瓷裙最薄部分的实用中不会发生问题的厚度水平。因为在稀有的情况下，可能会有非常高的电压加到瓷裙上，譬如雷击输电线路的时间，测定在高电压条件下瓷裙的最小厚度，采用在组装后的瓷帽和销钉之间施加瞬时高电压的方法，并测量在电流流过瓷裙量薄部分处的厚度水平，图7示出由此测出的结果，从图7的结果证实了，如果瓷裙的最小厚度小于5mm，则耐受高电压的电气绝缘性能迅速下降，对图2到图4所示断面的悬式绝缘子进行了同类试验，并取得基本相同的结果。

实施例3：

当瓷裙的最小厚度维持恒定，而只对头部的或在头部和瓷裙之间连 接部分邻近处的增厚部分厚度作变化，用如表1中所列的复合范围的材料和图1所示的断面，测试了绝缘子在子弹射击下而裂纹不扩伸到头部的帽边以上时的厚度比值（增厚部分的厚度/瓷裙的最小厚度）的极限水平。至于射击方法则采用前述的射击试验法，利用高能量子弹进行试验。测定是基于上述的头部破损比率进行的，表3和图8示出由此得出的测定结果，从图8的明显揭示可见，头部的增厚部分或头部与瓷裙之间连接部分邻近处的增厚部分，该部分的厚度对瓷裙最小厚度之比不小于2，且矾土含量以重量计不小于40%时，以高能量子弹射击此绝缘子，其裂纹不扩伸到头部，理由就是子弹射击所造成的应力集中在瓷裙的最薄部分和增厚部分之间的边界上，所以瓷裙最薄部分破损，而同时瓷裙最薄部分就与增厚部分分离开来，该厚度比不小于2就能有效地实现上述效果。对图2到图4所示断面的悬式绝缘子分别做了类同的试验，并取得基本相同的结果。

实施例4：

对瓷裙的最小厚度保持恒定，而只对最外面凸缘的长度及相应地用如表1所示符合范围的材料作变化，并用图1所示的断面，对最外面凸缘长度与瓷裙的最小厚度之比的极限水平进行：当绝缘子被子弹射击后无裂纹扩展到头部帽边以上的试验。其射击方法采用如前所述的射击试验法，用如例3中所用的高能量子弹进行试验，测定如前所述的头部破损率，表4和图9示出这一测定结果。如图9的结果很明显地证实，即当最里外凸缘的长度与瓷裙最小厚度之比不小于3时，在用高能量子弹射击后，裂纹一点也不会扩伸到头部，其理由便是：由于瓷裙最薄部分与其增厚部分组合结构所具有的协调效应造成的。当最外面凸缘的长度与瓷裙最小厚度之比不小于3时，上述作用即能奏效。对各部凸缘的长度与瓷裙最薄部分之比的以及图2到图4所示断面的悬式绝缘子进行了同类试验，并取得基本上相同的试验结果。

本发明不受上述实施例的限制，因为可以就此作出许多改良、变换和改变，例如对上述实施例中的各种断面绝缘子统被说明为悬式绝缘子，但无需说，本发明也能很有利地用于其它断面的绝缘子，例如用于针式绝缘子。

诚如上述详细说明所证实的，因为按照本发明所做的绝缘子在瓷裙上设有最薄部分和在头部或在头部与瓷裙间连接部分邻近处设有增厚部分，所以绝缘子在受到子弹射击等类的冲击中，裂纹不会扩伸到其头部，这样一来，按照本发明所做的绝缘子，其机械强度和电气特性就可不会降低。所以，当绝缘子使用在传输线上时，甚至在遭到子弹射击后，也能保持其机械强度和电气绝缘特性，借此而防止了诸如掉线和电源中断等事故。

虽然本发明已应用一定程度的具体实例进行了描述，但显然所作的公开仅只是作为例子，而且在详细的构造和各部分中的排列组合方面可以做出许多变化，而不出乎本发明的权利要求范围。

Claims (6)

1、一种电瓷绝缘子包括：能被一个帽子盖住的头部；一个瓷裙部分，它包括的第一侧具有多个凸缘在其上，其第二侧具有一个外表面，以及包括一个加厚部分；所述的瓷裙部分被连接到所述的头部，籍此而在连接处形成结合部，所述加厚部分是处于头部和瓷裙部之间的结合部邻近处，其中瓷裙部的最薄部分的厚度是在所述多个凸缘的相邻凸缘之间，或在辐向的最内凸缘和该加厚部分之间，其特征为该最薄部分厚度不小于5毫米，而所述加厚度部分的厚度不小于该最薄部分的厚度的2倍，并且所述各凸缘具有的长度至少为该瓷裙部分的最薄部分厚度的2倍。

2、如权利要求1的一种电瓷绝缘子，其中在瓷头部分和瓷裙部分之间结合部分附近的加厚部分的厚度是从在一个钢销钉被插入和固定在其中的销钉孔与该瓷裙最里侧凹槽部分之间的凸缘的端部到该瓷裙的外表面之间的厚度。

3、如权利要求1的一种电瓷绝缘子，其中在瓷头部分和瓷裙部分之间结合部分附近的加厚部分的厚度是从瓷裙部分最内的一个凹槽的底部到该瓷裙部分外表面的厚度。

4、如权利要求1的一种电瓷绝缘子，其中在瓷头部分和瓷裙部分之间结合部分附近的加厚部分的厚度是在能插入和固定住一个钢销钉的销钉孔与该瓷裙部分最里面的凹槽之间的一个凸缘的厚度。

5、如权利要求1的一种电瓷绝缘子，其中所述的各凸缘具有的长度为不小于该瓷裙部分最薄部分厚度的3倍。

6、如权利要求1的一种电瓷绝缘子，其中绝缘子的瓷料包含有矾土，且其含量不小于40%重量。

Images