CN101000816A - 变直径高压空心复合绝缘子及其制造方法 - Google Patents

变直径高压空心复合绝缘子及其制造方法 Download PDF

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马斌
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Abstract

本发明涉及一种电力行业用的变直径的高压空心复合绝缘子及其制造方法，由端部连接件、缠绕管、具有多个大小相间伞裙构成的伞体组成，端部连接件粘固在缠绕管的两端，在缠绕管的外部设有一整体结构的伞体；缠绕管为变直径的管体；伞体为以高温硫化硅橡胶为材质一体注射成型的整体，由于变直径空心复合绝缘子大大降低产品的重心高度和迎风面积，显著的提高了产品在运行时对弯曲负荷要求，同时减少了内部绝缘介质的用量；伞体为一个整体，从而避免了现有连接处易出现裂纹的现象，使产品的性能更稳定、可靠。

Description

变直径高压空心复合绝缘子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电力行业高压电站用的一种空心复合绝缘子，具体地说是一种形状如塔形，变直径的高压空心复合绝缘子及其制造方法。
背景技术
经检索有关专利文献，目前尚未检索到与本发明结构相同的变直径高压空心复合绝缘子及其制造方法。现有高压设备用绝缘子主要分为两大类：瓷质材料的瓷套和硅橡胶空心复合绝缘子。瓷套的结构形式很多，有直形、锥形和腰鼓等，但瓷套的重量大，爆炸后易伤及其它设备，耐污性能低，烧制工艺复杂；空心复合绝缘子自身重量轻，是瓷套的1/4～1/10，无爆炸隐患，有很好的憎水性，与瓷套相比耐污性能明显提高，成型工艺的能耗远远低于瓷套。现有的空心复合绝缘子，制造方法主要有两种：一是本体材料采用室温硫化硅橡胶(RTV)，制成单伞体，再采用硅橡胶粘固成整体；二是伞体材料采用液态硅橡胶经注射成型。这些方法缺点是单伞体经粘固成整体的，在粘接处易出现开裂等现象，液态硅橡胶的绝缘电蚀性和耐老化性较差。
现有直管形空心复合绝缘子，与传统的空心复合绝缘子有了很大的进步，但直管形复合绝缘子的重心较高，迎风能力还不是很好，所以有必要对现有空心复合绝缘子加以改进，以提高使用性能。
发明内容
本发明的目的是要提供一种采用玻璃纤维为材料制成变直径的玻璃钢缠绕管，再在外部整体一次性注射高温硫化硅橡胶，使其形成一个整体伞体的变直径高压空心复合绝缘子。
本发明的另一目的是要提供制造上述空心复合绝缘子的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变直径高压空心复合绝缘子，由端部连接件、缠绕管、具有多个大小相间伞裙构成的伞体组成，端部连接件粘固在缠绕管的两端，其特征在于：在缠绕管的外部设有一整体结构的伞体；所述的缠绕管为变直径的管体；所述的伞体为以高温硫化硅橡胶为材质一体注射成型的整体。
所述的缠绕管为浸渍好环氧树脂的玻璃纤维纱绕制固化而成的空心管。
所述的伞体的材质为高温硫化硅橡胶，其包括有以下部分组成：甲基乙烯基硅橡胶和白炭黑、氢氧化铝、硅油、硫化剂等。
所述的高温硫化硅橡胶的组份为：甲基乙烯基硅橡胶20-50％，白炭黑20～60％，氢氧化铝25～50％，硅油2～5％，硫化剂1％。
一种制造所述的变直径高压空心复合绝缘子的方法，包括以下步骤：
(1)、在待缠绕的缠绕管的模芯上，根据模拟轨迹的轴线两端固定上销钉；
(2)、采用浸渍好环氧树脂的玻璃纤维纱绕制在模芯上形成空心管；
(3)、将步骤(2)制成的空心管进行高温固化；
(4)、将步骤(3)制成的空心管进行机加工，制成缠绕管；
(5)、将外壁均匀涂刷偶联剂；
(6)、将缠绕管放置于注射机模腔中，合上模具；
(7)、橡胶注射机施加一定的压力，锁定模具，使模腔内形成真空状态；
(8)、注射机注胶，一次性形成的整个伞体粘固在缠绕管的外围；
(9)、硫化，温度为150～190℃，时间20～60分钟；
(10)、打开模具，取出绝缘子，修整后，在缠绕管的两端粘接固定上端部连接件。
所述的制造方法的步骤(2)中的玻璃纤维为不间断玻璃纤维纱。
所述的制造方法的步骤(2)还包括保持玻璃纤维均匀缠绕和恒定张力的控制机构。
所述的制造方法的步骤(7)的锁模压力为500～3000t，胶料注射压力为1200～1800bar。
所述的制造方法的步骤(8)包括在各个均匀分布的注射点同时注胶并保持缠绕管各点受压均匀。
本发明与现有技术相比具有以下显著优点：
1、采取变直径高压空心复合绝缘子与原来的直管形复合绝缘子相比，可以大大地降低产品的重心高度和迎风面积，显著的提高产品在运行时对弯曲负荷要求；其次，这种结构形式可以减少内部绝缘介质的用量，节约了电器厂商的制造成本。
2、与现有伞裙之间采用粘合剂粘合组成为整体的空心复合绝缘子相比，该空心复合绝缘子伞体为一个整体，从而避免了现有连接处易出现裂纹的现象，使产品的性能更稳定、可靠。
3、伞体与缠绕管之间的结合，是在真空高温状态使高温硫化硅橡胶热固于缠绕管表面，从而使伞体与缠绕管的连接强度高、可靠。
4、在制造缠绕管时，采用不间断玻璃纤维缠绕成整体缠绕管，保证了缠绕管的强度均匀。
5、在缠绕缠绕管时，采用先通过计算机进行模拟轨道，再在模芯的两轴端相应位置固定上销钉，缠绕时，采取均匀恒定张力机构进行控制，从而使玻璃纤维铺设均匀，同时玻璃纤维纱与轴向的夹角可以做得很小，大大提高了缠绕管的性能。
6、与现有室温硫化硅橡胶制成的空心复合绝缘子相比，耐老化性能、耐电蚀性能明显提高，且材料的成本低，制造成品率高。
附图说明
以下将结合附图对本发明进行进一步的描述：
附图1是本发明变直径高压空心复合绝缘子的结构示意图；
附图2是变直径高压空心复合绝缘子在缠绕缠绕管时使用的模芯的结构示意图。
具体实施方式
参照附图1、附图2，本发明的变直径高压空心复合绝缘子由端部连接件1a、1b，缠绕管2、具有多个大小相间伞裙构成的伞体3组成，端部连接件1粘固在缠绕管2的两端，在缠绕管2的外部设有一整体结构的伞体3；缠绕管2为变直径的管体，缠绕管2为浸渍好环氧树脂的玻璃纤维纱绕制固化而成的空心管。伞体3为以高温硫化硅橡胶为材质一体注射成型的整体，伞体3的材质包括有以下部分组成：甲基乙烯基硅橡胶和白炭黑、氢氧化铝、硅油、硫化剂等，甲基乙烯基硅橡胶20-50％，白炭黑20～60％，氢氧化铝25～50％，硅油2～5％，硫化剂1％。
本发明的制造实例1：
伞体3的材质为高温硫化硅橡胶，组份：甲基乙烯基硅橡胶25％，白炭黑30％，氢氧化铝30％，硅油4％，硫化剂1％。
制造的步骤：
(1)、在待缠绕的缠绕管2的模芯2a上，根据模拟轨迹的轴线两端固定上销钉2b、2c；
(2)、采用浸渍好环氧树脂的不间断玻璃纤维纱绕制在模芯上形成空心管，并保持玻璃纤维均匀缠绕和张力恒定；
(3)、将步骤(2)制成的空心管进行高温固化；
(4)、将步骤(3)制成的空心管进行机加工，制成缠绕管2；
(5)、将外壁均匀涂刷偶联剂；
(6)、将缠绕管2放置于注射机模腔中，合上模具；
(7)、橡胶注射机施加一定的压力，锁定模具，锁模压力为1000t，使模腔内形成真空状态，胶料注射压力为1400bar；
(8)、在缠绕管2上均匀分布的注射点上同时注胶，一次性形成的整个伞体粘固在缠绕管2的外围；
(9)、硫化，温度为180℃，时间30分钟；
(10)、打开模具，取出绝缘子，修整后，在缠绕管2的两端粘接固定上端部连接件1a、1b。
本发明的制造实例2：
伞体3的材质为高温硫化硅橡胶，组份：甲基乙烯基硅橡胶40％，白炭黑50％，氢氧化铝35％，硅油3％，硫化剂1％。
制造的步骤：
(1)、在待缠绕的缠绕管2的模芯2a上，根据模拟轨迹的轴线两端固定上销钉2b、2c；
(2)、采用浸渍好环氧树脂的不间断玻璃纤维纱绕制在模芯上形成空心管，并保持玻璃纤维均匀缠绕和张力恒定；
(3)、将步骤(2)制成的空心管进行高温固化；
(4)、将步骤(3)制成的空心管进行机加工，制成缠绕管2；
(5)、将外壁均匀涂刷偶联剂；
(6)、将缠绕管2放置于注射机模腔中，合上模具；
(7)、橡胶注射机施加一定的压力，锁定模具，锁模压力为2000t，使模腔内形成真空状态，胶料注射压力为1500bar；
(8)、在缠绕管2上均匀分布的注射点上同时注胶，一次性形成的整个伞体粘固在缠绕管2的外围；
(9)、硫化，温度为170℃，时间40分钟；
(10)、打开模具，取出绝缘子，修整后，在缠绕管2的两端粘接固定上端部连接件1a、1b。

Claims (9)

1、一种变直径高压空心复合绝缘子，由端部连接件(1)、缠绕管(2)、具有多个大小相间伞裙构成的伞体(3)组成，端部连接件(1)粘固在缠绕管(2)的两端，其特征在于：在缠绕管(2)的外部设有一整体结构的伞体(3)；所述的缠绕管(2)为变直径的管体；所述的伞体(3)为以高温硫化硅橡胶为材质一体注射成型的整体。
2、根据权利要求1所述的变直径高压空心复合绝缘子，其特征在于：所述的缠绕管(2)为浸渍好环氧树脂的玻璃纤维纱绕制固化而成的空心管。
3、根据权利要求1所述的变直径高压空心复合绝缘子，其特征在于：所述的伞体(3)的材质为高温硫化硅橡胶，其包括有以下部分组成：甲基乙烯基硅橡胶和白炭黑、氢氧化铝、硅油、硫化剂等。
4、根据权利要求1所述的变直径高压空心复合绝缘子，其特征在于：所述的高温硫化硅橡胶的组份为：甲基乙烯基硅橡胶20-50％，白炭黑20～60％，氢氧化铝25～50％，硅油2～5％，硫化剂1％。
5、一种制造权利要求书1所述的变直径高压空心复合绝缘子的方法，包括以下步骤：
(1)在待缠绕的缠绕管(2)的模芯上，根据模拟轨迹的轴线两端固定上销钉；
(2)采用浸渍好环氧树脂的玻璃纤维纱绕制在模芯上形成空心管；
(3)将步骤(2)制成的空心管进行高温固化；
(4)将步骤(3)制成的空心管进行机加工，制成缠绕管(2)；
(5)将外壁均匀涂刷偶联剂；
(6)将缠绕管(2)放置于注射机模腔中，合上模具；
(7)橡胶注射机施加一定的压力，锁定模具，使模腔内形成真空状态；
(8)注射机注胶，一次性形成的整个伞体粘固在缠绕管(2)的外围；
(9)硫化，温度为150～190℃，时间20～60分钟；
(10)打开模具，取出绝缘子，修整后，在缠绕管(2)的两端粘接固定上端部连接件(1)。
6、根据权利要求5所述的变直径高压空心复合绝缘子的制造方法，其特征在于：所述的制造方法的步骤(2)中的玻璃纤维为不间断玻璃纤维纱。
7、根据权利要求5所述的变直径高压空心复合绝缘子的制造方法，其特征在于：所述的制造方法的步骤(2)还包括保持玻璃纤维均匀缠绕和恒定张力的控制机构。
8、根据权利要求5所述的变直径高压空心复合绝缘子的制造方法，其特征在于：所述的制造方法的步骤(7)的锁模压力为500～3000t，胶料注射压力为1200～1800bar。
9、根据权利要求5所述的变直径高压空心复合绝缘子的制造方法，其特征在于：所述的制造方法的步骤(8)包括在各个均匀分布的注射点同时注胶并保持缠绕管各点受压均匀。
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