CN101894638A - 高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种27.5KV～1000KV高压电网用复合棒形绝缘子。一种高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，含有上、下金属法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体两端分别通过胶合剂材料与上、下金属法兰相连接，所述绝缘子本体包括外壳绝缘体和内芯绝缘体，所述外壳绝缘体采用高压电瓷材料一体制作成型，内芯绝缘体匹配设置在外壳绝缘体内腔中，所述内芯绝缘体采用有机绝缘材料制作，通过绝缘胶固化和外壳绝缘体内腔壁紧密结合，形成实心状态的绝缘子本体。本发明集中了现有“棒形瓷绝缘子”和“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒形复合绝缘子”的优点，避免了其不足，具有体积小、重量轻，抗弯强度高、不易断裂，耐老化、使用寿命长的特点。

Description

高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子

一、技术领域：本发明涉及一种高压电网用复合棒形绝缘子，特别是涉及一种27.5KV～1000KV高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子。

二、背景技术：现有高压电站、电网以及电气化铁路接触网通常采用的棒形绝缘子有“棒形瓷绝缘子”和“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒复合绝缘子”两类。其性能指标已分别用TB/T3199.1-2008和TB/T3199.2-2008予以明确标准规范，在GB/T1001.1-2003标准中的有关章节也有类似规定。近几年来，由于我国电气化铁路的高速发展，铁路运输已实现了六次大提速，列车速度也由过去的120km/h提高到现在的350km/h及以上，这同时也必然对接触网用棒形绝缘子的技术性能指标提出更高的设计要求。尤其是对其机械抗弯强度的要求，已由过去的TB/T2076-1998标准中规定的4～12KN级提高到TB/T3199.1-2008标准中规定的8～16KN级，特别是京沪高速客运专线、沪昆高速客运专线等高等级的电气化铁路接触网用棒形绝缘子，已提出20KN、25KN、30KN级的产品抗弯保障要求，但现有的“棒形瓷绝缘子”和“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒复合绝缘子”已明显暴露出如下问题，难以满足上述要求：

1、现有电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子，国内各电瓷制造厂家，均采用GB/T8411.3-2009标准中C130铝质高强度瓷材料制造，其危险断面杆径已由过去的φ90mm做到了现在的φ135mm及以上，其产品单只重量已由过去的27kg增加到现在的38kg，如果继续采用该类瓷材料制造的20KN～30KN级产品，其危险断面杆径必须超过φ135mm，才能满足其机械强度的要求，产品单重必将大幅增加，这显然是不可取的，也是行不通的。这样做的结果是：(1)原材料浪费。(2)产品体积增大。(3)重量增大。(4)安装困难，维修难度增加。另外，更重要的是，在瓷绝缘子生产过程中，因为原材料发生变化或人为的工艺波动而必然导致其产品抗弯机械强度有分散性的存在，因此尽管产品出厂前已经过逐只检测，但仍难以保证万无一失。故瓷性材料无法克服这一行业本质性难题，给高速电气化铁路的运行带来了严重的安全隐患。

2、现有的“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒复合绝缘子”，其绝缘芯棒体系采用环氧玻璃纤维真空拉挤棒(或注射棒)，其外套和伞裙均采用硅橡胶，经注塑成型机注射成型。它的主要缺陷是：(1)芯棒体和伞裙外套均系高分子有机化合物材料，在风霜、酸雨、雾冰、阳光紫外线照射及电场作用等综合侵蚀下，易老化、使用寿命短，且虫鸟易啄。其耐老化性能和使用寿命远不及瓷绝缘子好，耐电弧作用下易烧蚀，耐漏电作用下易起痕，也是其明显缺陷。(2)产品挠度大、刚性较差，易变形。因而在GB/T3199.2-2008标准中规定了其在70％负荷下的偏移量≤7％～8％H，剩余偏移量≤3％H。很明显，在产品刚性上远不如瓷绝缘子。但是，“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒复合绝缘子”，因其产品体积小、重量轻、不易破损、安装方便、表面憎水性能好，耐污绝缘性能优，而被电气化铁路所采用，并占有一定的市场份额。但它不足以掩饰其耐老化性能差和产品刚性差、易变形的本质性缺陷。

三、发明内容：

本发明针对现有棒形绝缘子技术的不足，提出一种高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，集中了现有“棒形瓷绝缘子”和“硅橡胶、环氧玻璃纤维棒形复合绝缘子”的优点，避免了其不足，具有体积小、重量轻，抗弯强度高、不易断裂，耐老化、使用寿命长的特点。

本发明所采用的技术方案：

一种高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，含有上、下金属法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体两端分别通过胶合剂材料与上、下金属法兰相连接，所述绝缘子本体包括外壳绝缘体和内芯绝缘体，所述外壳绝缘体采用高压电瓷材料一体制作成型，所述内芯绝缘体匹配设置在外壳绝缘体内腔中，所述内芯绝缘体采用有机绝缘材料制作，通过绝缘胶固化和外壳绝缘体内腔壁紧密结合，形成实心状态的绝缘子本体。

所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，外壳绝缘体包括高压电瓷套管体及伞裙，所述高压电瓷套管体内部为圆柱形空腔，其中的内芯绝缘体形状对应为圆柱体。

所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，外壳绝缘体的外表面设有均匀光亮釉层，所述内芯绝缘体表面为不光滑的丝牙状，以使其和外壳绝缘体内腔壁牢固粘结。

所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，内芯绝缘体采用拉挤成型的环氧或含锆类玻璃纤维材质，以抗弯曲用。

所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，外壳绝缘体的外表绝缘结构形状采用单绝缘结构形状，所述复合棒形绝缘子为单绝缘复合棒形绝缘子。

所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，外壳绝缘体的外表绝缘结构形状采用双重绝缘结构形状，所述复合棒形绝缘子为双重绝缘复合棒形绝缘子。

本发明的有益积极效果：

1、本发明高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，“外用电瓷、内用环氧(或含锆类)玻璃纤维棒”，集中了“棒形瓷绝缘子”和“硅橡胶棒形复合绝缘子”的所有优点，避其害而取其利，能够满足电气化铁路的高速安全运行。依据TB/T3199.1-2008标准，与该标准中规定的现有同等级规格的电气化铁路接触网用棒式瓷绝缘子作比较，具有明显的优势：(1)产品体积小、重量轻、可互换。(2)爬电距离大、绝缘性能好。(3)抗弯强度特别高、抗弯质量分散性特别小、产品挠度小刚性强、不易断裂。(4)耐老化、使用寿命时间更长等。

由于外套采用高压电瓷材质，保留了瓷材质能够抗御风霜、酸雨、雾冰、阳光紫外线照射等外部恶劣条件的诸多优点，充分地发扬了瓷材质耐老化性能的优异特点和发挥了使用寿命更长的积极效果。特别是能保护内芯玻璃纤维体不至于被风霜、酸雨、雾冰、阳光紫外线照射、电弧烧蚀或漏电起痕等不良条件的直接侵害。并极大地突出了内芯玻璃纤维体，机械强度超高和抗弯质量分散性极小的特色。同时，从根本上彻底解决了现有棒形瓷绝缘子易断裂的问题，避免了瓷绝缘子机械强度分散性大的致命弊端，确保了电气化铁路接触网的绝对安全运行。另外，依靠瓷外套瓷质的坚硬支撑性，通过独特的胶合剂材料，将瓷质体与内芯玻璃纤维体牢固地相结合，使内芯玻璃纤维体挠度大、刚性差的弊端也得以有效改善。

2、本发明高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，外壳绝缘体(瓷套管和伞裙)采用瓷质材料，因而其检验或检查所适用的标准为TB/T3199.1-2008和GB/T1001.1-2003。本发明复合棒形绝缘子外壳绝缘体采用高压电瓷无机物材料，内芯绝缘体环氧玻璃纤维棒(包括含锆硅酸铝纤维棒)属有机物材料，由无机物质和有机物质经粘合剂牢固地粘结成一个整体，这在国内外电气化铁路接触网用棒形绝缘子的制造行业中属于首创，而从其综合效果上看，具有体积小、重量轻、抗弯强度特别高(16KN级以上)、抗弯质量分散性特别小、产品挠度小、刚性强、不易断裂、耐老化、使用寿命更长更安全等优点，因此，为高速电气化铁路的绝对安全运行，能够发挥十分明显的积极作用。

四、附图说明：

图1：本发明单绝缘结构的复合棒形绝缘子结构示意图

图2：本发明双重绝缘结构的复合棒形绝缘子结构示意图

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1，本实施例高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，含有上金属法兰2、下金属法兰3和绝缘子本体1，所述绝缘子本体1两端分别通过胶合剂材料4与上、下金属法兰连接，所述绝缘子本体1采用高压电瓷套管体及瓷伞裙作外壳绝缘体，采用环氧或含锆类玻璃纤维棒6作内芯绝缘体(以抗弯曲用)，所述内芯绝缘体匹配设置于套管体内腔中，套管体内部为圆柱形空腔，其中的内芯绝缘体形状对应为圆柱体，内芯绝缘体通过绝缘胶固化和套管体内腔壁紧密结合。外壳绝缘体的外表面设有均匀光亮釉层。

本实施例高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，为单绝缘复合棒形绝缘子，外壳绝缘体的外表绝缘结构形状采用单绝缘结构形状。

实施例二：参见图1。本实施例所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，与实施例一不同的是，所述内芯绝缘体表面为不光滑的丝牙状，以使其和外壳绝缘体内腔壁牢固粘结。绝缘子本体两端端面与上、下金属法兰连接处各设有垫片5。

实施例三、实施例四：参见图2，图中标号同实施例一相同的，代表意义相同，不重述。此两个实施例的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其与实施例一或实施例二分别不同的是：所述复合棒形绝缘子为双重绝缘棒形绝缘子，高压电瓷套管体的绝缘结构形状采用双重绝缘结构形状。

Claims (7)

1.一种高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，含有上、下金属法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体两端分别通过胶合剂材料与上、下金属法兰相连接，所述绝缘子本体包括外壳绝缘体和内芯绝缘体，其特征是：所述外壳绝缘体采用高压电瓷材料一体制作成型，所述内芯绝缘体匹配设置在外壳绝缘体内腔中，所述内芯绝缘体采用有机绝缘材料制作，通过绝缘胶固化和外壳绝缘体内腔壁紧密结合，形成实心状态的绝缘子本体。

2.根据权利要求1所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：所述外壳绝缘体包括高压电瓷套管体及伞裙，所述高压电瓷套管体内部为圆柱形空腔，其中的内芯绝缘体形状对应为圆柱体。

3.根据权利要求1或2所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：所述外壳绝缘体的外表面设有均匀光亮釉层，所述内芯绝缘体表面为不光滑的丝牙状，以使其和外壳绝缘体内腔壁牢固粘结。

4.根据权利要求3所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：内芯绝缘体采用拉挤成型的环氧或含锆类玻璃纤维材质。

5.根据权利要求1或2所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：内芯绝缘体采用拉挤成型的环氧或含锆类玻璃纤维材质。

6.根据权利要求1、2或4所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：所述外壳绝缘体的外表绝缘结构形状采用单绝缘结构形状，所述复合棒形绝缘子为单绝缘复合棒形绝缘子。

7.根据权利要求1、2或4所述的高压电站、电网及电气化铁路接触网用复合棒形绝缘子，其特征是：所述外壳绝缘体的外表绝缘结构形状采用双重绝缘结构形状，所述复合棒形绝缘子为双重绝缘复合棒形绝缘子。

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