CN1011558B - 一种防蚀绝缘子 - Google Patents

Abstract

所公开的防蚀绝缘子有一个带瓷裙的绝缘子体，该瓷裙从瓷心径向伸延，还有一个用水泥胶合剂胶合到绝缘子体的瓷心上并盖住瓷心的金属帽。在金属帽的下端和瓷裙的上表面之间设置一个2-10毫米的间隙。在金属帽和绝缘子体的瓷心之间有水泥胶合剂层，在该层的下端可以形成一圈凹槽，该凹槽向远离瓷裙的上表面的方向伸延。

Description

本发明涉及到应用于输电线路铁塔横担支持的绝缘子串中的一种防蚀悬式绝缘子。

参照图6，典型的悬式绝缘子采用一个绝缘子体1，它具有从其瓷心1c径向伸延的瓷裙1a。一个用水泥胶合剂2牢固地胶合到瓷心1c上的金属帽3。一个用水泥胶合剂2a固定在瓷心1c内部的金属销钉4。在常规的绝缘子内，金属帽3的下端和瓷裙1a的上表面之间的空间或间隙g（见图7）小于2毫米。如图7所示，在金属帽3和瓷心1c之间的水泥胶合剂的底面通常被加工成与金属帽3的下端齐平。

如果悬式绝缘子被用在一条直流输电线路上，则金属帽3的极性是正极，而金属销钉4的极性是负极，表面泄漏电流从金属帽3沿着瓷裙1a的表面流向金属销钉4，此种漏电电流在金属帽3的下端产生电化学腐蚀（涉及到下文的电蚀）。由于常规悬式绝缘子的金属帽3的下端和瓷裙1a的上表面之间的间隙小于2毫米，并且由于水泥胶合剂2的底面与金属帽3的下端齐平，所以上述的电蚀使环绕金属帽3和水泥胶合剂2的底表面以及瓷裙1a之间的非常小的空间塞满了电蚀生成物。

随着积在坚实的金属帽3上的电蚀生成物的量的增加，比较硬的电蚀生成物在瓷裙1a的表面上势必引起局部的压力。当由于此种局部压力的作用，使集中于瓷裙1a上的应力超过某一限度时，在绝 缘体1的瓷裙1a上就产生裂纹C，如图8所示。对于电蚀引起此种裂纹C的敏感性是常规绝缘子的一个弱点，因为裂纹C的出现削弱了绝缘子的性能並且在电气和机械应力的作用下，导致绝缘子的破坏。

因此，本发明的目的是提供一种防蚀的绝缘子以解决先有技术的弱点。该防蚀绝缘子特别适用于直流输电线路的绝缘子串。

根据本发明的第一种防蚀绝缘子包括有一个带有瓷心和从瓷心径向伸延的瓷裙的绝缘子体，和一个用水泥胶合剂胶合在瓷心上面並把它盖住的金属帽。本发明的绝缘子，在其金属帽的下端和绝缘子体瓷裙的上表面之间设置有一个2-10毫米的间隙。

本发明第一种防蚀绝缘子的另一个实施方案中，上述的在金属帽的下端和瓷裙的上表面之间的间隙是在3-6毫米的范围内。金属帽的下端可能是刀刃状。

本发明的第二种防蚀绝缘子具有与第一种类似的结构，只不过在金属帽与绝缘子体的瓷心之间的水泥胶合剂层的下端形成一圈向上的凹槽，而上述金属帽的下端和瓷裙的上表面之间的间隙宽度是随意的。该向上的凹槽向离开瓷裙的上表面的方向伸延。

在金属帽的下端和绝缘子体瓷裙的上表面之间，一旦给定一个2-10毫米的间隙，即使由于电蚀在金属帽的下端产生电蚀生成物，这些电蚀生成物很容易通过上述间隙从金属帽的底部和瓷裙的顶部之间狭窄的间隙处逸散，因此，可以避免电蚀生成物在狭窄的间隙处聚集，並且可以防止从金属帽底部对瓷裙的顶部产生任何局部压力，从而克服由于局部压力集中而产生裂纹，保护了瓷裙。否则，就可能发生电蚀生成物聚集在这个地方，引起局部应力集中而使瓷裙出现裂缝。

与此类似，胶合在金属帽和绝缘子体之间的水泥胶合剂层的下端， 一旦形成了一圈向上的凹槽，上述的电蚀生成物可以容易地逸散进入该向上的凹槽中。因此，可以避免电蚀生成物聚集而对瓷裙的上表面产生任何的局部压力。

为了更好地了解本发明，请参阅有关附图，其中：

图1是本发明一个防蚀悬式绝缘子的主要部分的局部剖视图;

图2是局部剖视图，示出当防蚀绝缘子的金属帽的下端被电化学腐蚀时，其电蚀生成物的运动轨迹情况;

图3是本发明的一个防蚀悬式绝缘子的局部切开垂直剖视图;

图4是一个曲线图，示出绝缘子的耐电蚀性能与间隙大小的关系，间隙是指从绝缘子金属帽的底部到瓷裙的顶部之间的距离;

图5是一个曲线图，示出绝缘子的强度与间隙大小的关系，间隙是指从绝缘子金属帽的底部到瓷裙的顶部之间的距离;

图6是一个常规悬式绝缘子的局部切开垂直剖视图;

图7是一个常规悬式绝缘子金属帽的底部局部剖视图;

图8是一个与图7类似的局部剖视图，示出从金属帽来的电蚀生成物聚集情况。

现在，参照图1至图5，以悬式绝缘子的形状来说明本发明的防蚀绝缘子的一个较佳实施方案。

参照图3，一个防蚀悬式绝缘子的绝缘子体包括有带有一个封顶的空心圆柱形瓷心1c、一个从瓷心1c径向伸延的瓷裙1a和悬垂在瓷裙1a下面的多个同心圆环状的下部加强肋16。金属帽3用水泥胶合剂2牢固地胶合到瓷心1c的外面以盖住瓷心1c。在金属帽3的顶部形成一个承窝3a，以便让上面紧邻的悬式绝缘子的金属销钉4的下部直接装入此承窝3a中。每一个金属销钉4的上部用水泥胶合剂2a牢固地胶合到瓷心1c的里面。每一个悬式绝缘子的金属 销钉4的下端可以装入下面紧邻着的另一个悬式绝缘子的金属帽3的承窝3a中。因此，一定数量的悬式绝缘子可以由销钉-承窝啮合连接起来组成一个绝缘子串。

如图1所示，在金属帽3的下端和瓷裙1a的上表面之间设置一个2-10毫米的间隙g。

该间隙g的宽度基于如下的观点来选择，即从防蚀的观点来说，越宽越好，但从机械性能来说，间隙g的宽度过大将造成金属帽3和金属销钉4之间的不适当的位置关系，並且导致机械强度相当大的降低。发明者实际上已经完成了本发明的防蚀悬式绝缘子样品的防蚀性能和机械强度的试验。

图4和图5分别示出试验样品的防蚀性能和机械强度的典型比较值。更具体地说，从图4可以看出，当间隙的宽度大于大约2毫米时，绝缘子直到瓷裙破坏为止的寿命是很长的。另一方面，从图5可以看出，当间隙的宽度大于10毫米时，瓷质绝缘子本体的机械破坏负荷迅速下降。

因此，考虑到绝缘子不但在防电蚀性能上而且在机械性能上的效果，间隙的宽度决定采取2-10毫米。

在图1的实施方案中，在瓷心1c和金属帽3之间的水泥胶合剂2的下端，即水泥胶合剂2的下端被做成一圈凹槽，其凹向是远离瓷裙1a的上表面。这样，一个环状凹槽H具有一个向下的开口，它由瓷心1c外表面的一部分、水泥胶合剂2下端的表面和金属帽3内表面的一部分界限形成。此种凹槽H可以利用一个模子（未示出）来做成，当金属帽3被胶合在瓷心1c上时，模子托起水泥胶合剂2的下端表面。决定该凹槽H的形状使得在凹槽处的机械负荷保持有合理的分布。例如，水泥胶合剂2的下端表面可以做成倾斜形状，如图1的 点划线所示，它增加与瓷裙1a的上表面的距离，而更靠近瓷心1c。

现在说明上述结构的防蚀悬式绝缘子的功能。

用上述的销钉与承窝相连接的方法，把多个防蚀悬式绝缘子组装成为一个绝缘子串，这些组装好的绝缘子被悬挂在支持结构诸如输电线路铁塔上。当绝缘子被用在直流输电线路上保持金属帽3的极性为正极和金属销钉4的极性为负极时，由于从金属帽3通过绝缘子瓷裙1a的表面到金属销钉4的表面漏泄电流的作用，金属帽3的下端遭到电蚀，並且，这些电蚀生成物淤积在金属帽3的下表面并且向下增厚。参照图2中的虚线，当淤积达到瓷裙1a的上表面时，电蚀生成物从瓷裙1a逸散和/或通过2-10毫米的间隙g而进入凹槽H中。

因此，使用本发明的结构，永远不会发生在金属帽3的底部和瓷裙1a的顶部之间狭窄的间隙处由于电蚀生成物的堵塞而产生的压力，所以，可以安全地避免被此种压力作用而在瓷裙1a上发生任何局部压力的聚集。因此，瓷裙1a可以免除因这种局部压力作用而产生裂纹的危险。

图1的实施方案采用了本发明第一种绝缘子的2-10毫米间隙g和本发明第二种绝缘子的凹槽H相结合。然而，根据本发明使用2-10毫米间隙g，它本身能够保证上述电蚀生成物的逸散和避免它们有害地聚集在金属帽3和瓷裙1a之间的地方，本发明第二种绝缘子的凹槽H也可以取消。

在本发明第二种绝缘子的一个实施方案中，只是结合采用了上述凹槽H，而间隙g的宽度被随意留下来。本发明者已经发现凹槽H提供了一个可以使电蚀生成物能够逸散到那里去的地方，可以消除局部 压力聚集。

本发明不限于上述实施方案。例如，下述三种改型的任何一种都是可能的，均属于本发明的范围之内，即：

（1）采用一个带有底部为刀刃形状的金属帽3。因为底部为刀刃形状，则由于电蚀生成物引起的压力可以容易地转移，从而可以使瓷裙1a直到破坏为止的寿命延长。

（2）采用一个3-6毫米的间隙g。在这个范围内的间隙g最有效。

（3）所述防蚀悬式绝缘子的型式代换。提供具有瓷心和瓷裙的其它型式的防蚀绝缘子，诸如一个防蚀的长棒形绝缘子。

如前面所详述，根据本发明的第一种防蚀绝缘子，在金属帽的下端和瓷裙的上表面之间采用2-10毫米的间隙g，这样，即使当金属帽的下端被电化学腐蚀变成电蚀生成物时，该生成物进入金属帽和瓷裙之间的地方，这些电蚀生成物能够通过上述的间隙而逸散到该地方的外面去。因此，达到了一个突出的效果，即避免了在上述地方由于电蚀生成物的堆积而产生的压力聚集，所以，也避免了产生从金属帽给瓷裙施加的任何局部压力，可以完全地消除由于此种局部压力引起的应力集中而使瓷裙破坏的危险。

与此类似，本发明第二种绝缘子采用了一圈凹槽H，它位于金属帽下端的金属帽的里面，使电蚀生成物能够进入该凹槽内。因此，本发明第二种防蚀绝缘子也达到了一个突出的效果，即避免了产生大的局部压力作用于瓷裙的顶面上，这样就完全消除了因此种大的局部压力引起应力集中而使瓷裙破坏的危险。

尽管对本发明已经进行了一定详细程度的叙述，不用说现在所公开的仅仅是一些实例，在结构和组合以及安排布置的细部上可能采取 的许多改变，並不超出后面权利要求书的本发明的范围之外。

Claims (4)

1、一种防蚀绝缘子，包括有一个带有瓷心1c和一个从瓷心1c径向延伸的瓷裙1a的绝缘子体1，和一个用水泥胶合剂胶合到所述瓷心上并盖住瓷心的金属帽3，其特征在于该金属帽3具有一个下端，此处距离瓷裙的上表面有一个2-10毫米的间隙。

2、按照权利要求1提出的一种防蚀绝缘子，其中在金属帽的下端和瓷裙的上表面之间的间隙宽度为3-6毫米。

3、按照权利要求1提出的一种防蚀绝缘子，其中金属帽的下端是刀刃形状。

4、一种防蚀绝缘子，包括有一个带有瓷心1c和一个从瓷心1c径向伸延的瓷裙1a的绝缘子体1，和一个用水泥胶合剂层胶合到所述瓷心上并盖住瓷心的金属帽3，其特征在于，该金属帽3具有一个下端，此处距离瓷裙的上表面有2-10毫米的间隙，且该水泥胶合层的下端有凹向瓷裙上表面的凹槽。

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