CN102024533B

CN102024533B - 一种复合柔性绝缘子的制造方法

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Publication number: CN102024533B
Application number: CN2010101770301A
Authority: CN
Inventors: 宋福如; 陈原; 游传榜; 宋志强; 古胜利
Original assignee: HEBEI SILICON VALLEY CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: HEBEI SILICONE VALLEY CHEMICAL CO Ltd; State Grid Jibei Electric Power Co Ltd; Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: CN102024533A

Abstract

本发明涉及一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用，一种复合柔性绝缘子，包括柔性轴、伞裙、均压环和连接接口，所述柔性轴包括芯体和护套，护套包裹在芯体外，所述的护套外均布伞裙；所述的芯体的两端分别固定均压环和连接接口。包括以下步骤(1)、柔性芯体成型；(2)、炼制伞裙和护套的橡胶基材；(3)、制作柔性轴及伞裙；(4)、安装连接接口和均压环。本发明可用于高压架空输电线路上，通过与外部导线与支撑物的连接，作为耐张绝缘子、V串绝缘子和防止导线舞动的相间间隔棒。

Description

一种复合柔性绝缘子的制造方法

技术领域

本发明涉及一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用，属于电力系统架空输电线路的绝缘子技术和复合材料技术领域。

背景技术

电力系统架空输电线路的绝缘子已从瓷、玻璃材料走向复合材料时代，普通的线路复合绝缘子为棒形刚性结构，中心为刚性的玻璃纤维增强树脂芯棒，外部包裹硅橡胶伞裙和护套。一般情况下，这种刚性复合绝缘子用作悬垂绝缘子，能够发挥其最大优势——即承受拉力，经过长期和大批量的应用，刚性复合绝缘子用作悬垂绝缘子被证明是成功的、安全的。

当这种棒形刚性结构的复合绝缘子用于架空输电线路的耐张绝缘子、V串绝缘子和防止线路舞动的相间间隔棒时是存在严重缺陷、可靠性差和安全隐患的。

耐张绝缘子需要承受更大的拉力，还要抵御风力作用及其它振动等的扭力和冲击，在局部使用棒形刚性结构的复合绝缘子后屡次发生断串事故，因此，至今耐张绝缘子仍然是选用瓷和玻璃绝缘子。当棒形刚性结构的复合绝缘子用于线路的V串绝缘子时，由于风力的作用，绝缘子长期处于拉力和压力的交替应力下，刚性芯棒难以承受而发生疲劳断裂或端头连接件损坏引发电力事故。同样的情况是棒形刚性结构的复合相间间隔棒，也由于线路舞动长期承受拉力、压力和扭力的交替应力，时常造成疲劳断裂。

复合绝缘子是指至少由两种绝缘件组成：芯棒和外套构成，并带有金属附件。常规的棒形复合绝缘子是以玻璃钢硬芯为骨架，外部用硅橡胶作为护套和伞裙，人工组装制造而成。这类复合绝缘子都是刚性结构的，抗弯和抗扭能力差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用，它结构柔软、机械强度高，抗拉，抗扭，不受压，可任意弯曲，电气绝缘性好，耐环境老化，质量轻，可以满足电力系统架空输电线路的绝缘设备需要。

本发明实现上述发明目的的技术方案是：

一种复合柔性绝缘子，它包括柔性轴、伞裙、均压环和连接接口，所述柔性轴包括芯体和护套，护套包裹在芯体外，芯体为拉伸机械负荷的承受体，护套隔绝芯体与复合柔性绝缘子所使用环境的接触，保护芯体不受紫外线、臭氧、酸雨等的侵蚀，提高复合柔性绝缘子的耐候性能；所述的护套外均布伞裙；所述的芯体的两端分别固定均压环和连接接口。

所述的芯体的材料为高强度纤维、基体树脂或橡胶，高强度纤维包括锦纶、高强度涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、热致液晶纤维和高强度玻璃纤维中的一种或几种。

所芯体采用高强度纤维的丝束或纤维丝束的编织体。

所述的基体树脂或橡胶为酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、高性能环氧树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、硅橡胶、氟硅橡胶、聚氨脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。

所述伞裙和护套的材料为橡胶基材，以有机橡胶炼制而成，有机橡胶包括硅橡胶、氟硅橡胶、聚氨脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。

连接接口由金属材料制成，与柔性芯体相连接，用于连接外部导线或支撑物。

均压环由金属材料制成，套装在柔性轴外。

本发明包括以下步骤：

(1)、柔性芯体101成型：高强度纤维在乙醇和乙醚1∶1～3的混合溶剂中脱脂，干燥后浸入基体树脂或橡胶中，在60～180℃下拉挤成型，固化后成为柔性芯体；(2)、伞裙200和护套102的橡胶基材的炼制：将100质量份的有机橡胶和10～50质量份的气相法白炭黑加入炼胶机，在20～100℃下常压炼制1～4h，加入20～100质量份的氧化铝粉和10～50质量份的氧化锑粉，在50～150℃、真空70～90kPa下炼制2～5h，取出，在两辊机上返炼2～5遍，加入1～5质量份的过氧化物∶过氧化苯甲酰或过氧化异丙苯等和0.5～5质量份的紫外线防老剂∶2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮即UV-9或苯并三氮唑即UV-326炼匀，得到伞裙200和护套102的橡胶基材；(3)、伞裙与柔性轴100的一体制作：在装有所述柔性芯体101的注射模压机中加入所炼制的橡胶基材，注射模压使橡胶基材包裹在柔性芯体101外成为护套102和伞裙200，在120～200℃高温硫化成为一体式的柔性芯体101、护套102和伞裙200整体结构；(4)、在柔性芯体101的两端分别固定连接接口400和均压环300。

所述柔性轴100及伞裙200结构还可以采取下列方法制作：a、制作伞裙200：所述伞裙200用炼制的橡胶基材在10～100MPa下模压，经100～200℃高温硫化制成；b、将柔性芯体101置于挤包机中加入所炼制的橡胶基材挤出，在150～250℃的硫化炉中高温硫化，使护套102包裹在柔性芯体101外得柔性轴100；c、将伞裙200套固在柔性轴100外。

本发明的复合柔性绝缘子可用于高压架空输电线路上，通过与外部导线与支撑物的连接，用作耐张绝缘子、V串绝缘子和防止导线舞动的相间间隔棒。

本发明结构柔软、机械强度高，抗拉，抗扭，不受压，可任意弯曲，电气绝缘性好，耐环境老化，质量轻，可以满足电力系统架空输电线路的绝缘设备需要。其技术性能达到：机械拉伸强度大于额定负荷的130％以上，介电强度不小于20kV/mm，干工频耐受电压满足相应电压等级，陡波前冲击电压2×25次以上，雷电冲击耐受电压不小于90kV/cm，耐漏电起痕及电蚀损不低于TMA4.5级，卷绕的曲率半径小于500mm，抗弯和抗扭超过1000万次。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明复合柔性绝缘子示意图；

图2为本发明复合柔性绝缘子的柔性轴横截面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实例1：

以锦纶和玄武岩纤维1∶1重量比的混合丝束，在乙醇和乙醚1∶1重量比的混合溶剂中脱脂，经102℃、1h干燥后浸入双马来酰亚胺树脂中，在130～200℃下拉挤成型，固化后成为柔性芯体101。将硅橡胶和硅氟橡胶1∶1的复合物100质量份与气相法白炭黑40～50质量份在60～100℃下混炼1～3h，加50～70质量份氧化铝粉和10～20质量份氧化锑粉在100～150℃、真空度80～90kPa下炼制2～3h，取出在两辊机上返炼3～4次并加入1～3质量份过氧化苯甲酰和1～3质量份UV-9紫外线防老剂，炼匀成为橡胶基材。柔性芯体101在挤包机中加入上述橡胶基材挤出，在150～200℃的硫化炉中高温硫化成为外包护套102的柔性轴100。用橡胶基材在20～50MPa下模压，经120～180℃高温硫化制成伞裙200。将伞裙200通过穿孔均匀套固在柔性轴100外形成整体结构。将端部连接接口400通过压接的方式连接到柔性轴100的两端，再将均压环300用螺栓紧固到端头上，成为完整的复合柔性绝缘子。

通过与外部导线与杆塔的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上的耐张绝缘子。

实例2：

以芳纶和聚苯硫醚纤维2∶1重量比的混合纤维编织物，在乙醇和乙醚1∶1重量比的混合溶剂中脱脂，经105℃、1h干燥后浸入氟硅橡胶中，在100～160℃下拉挤成型，硫化后成为柔性芯体101。将硅橡胶100质量份与气相法白炭黑30～40质量份在50～80℃下混炼1～3h，加60～80质量份氧化铝粉和10～20质量份氧化锑粉在100～130℃、真空度80～90kPa下炼制2～3h，取出在两辊机上返炼3～4次并加入2～5质量份过氧化异丙苯和1～3质量份UV-326紫外线防老剂，炼匀成为胶料。将柔性芯体101置于模具内，所炼制胶料加入胶料仓，开启注射模压机，胶料以50～100MPa的压力注入到模具内，形成柔性芯体101周围包裹护套102和伞裙200，在120～200℃高温硫化成为一体式的柔性芯体101、护套102和伞裙200整体结构。将端部连接接口400通过缠绕与粘接相结合的方式连接到柔性轴100的两端，再将均压环300用螺栓紧固到端头上，成为完整的复合柔性绝缘子。

通过与外部导线与杆塔的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上的V串绝缘子。

实例3：

以芳纶纤维丝束，在乙醇和乙醚1∶2重量比的混合溶剂中脱脂，经105℃、1h干燥后浸入有机硅树脂中，在90～160℃下拉挤成型，固化后成为柔性芯体101。将氟硅橡胶100质量份与气相法白炭黑40～50质量份在80～120℃下混炼1～3h，加50～90质量份氧化铝粉和10～15质量份氧化锑粉在90～150℃、真空度80～90kPa下炼制2～3h，取出在两辊机上返炼3～4次并加入2～3质量份过氧化异丙苯和1～2质量份UV-9紫外线防老剂，炼匀成为橡胶基材。柔性芯体101在挤包机中加入所述橡胶基材挤出，在硫化炉中120～180℃高温硫化成为外包护套102的柔性轴100。用所述橡胶基材在30～50MPa下模压，经120～180℃高温硫化制成伞裙200。将伞裙200通过穿孔套装在柔性轴100外形成整体结构。将端部连接接口400通过捆扎并压接的方式连接到柔性轴100的两端，再将均压环300用螺栓紧固到端头上，成为完整的复合柔性绝缘子。

通过与外部导线与导线间的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上防止导线舞动的相间间隔棒。

Claims

1.一种复合柔性绝缘子的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、柔性芯体(101)成型：高强度纤维在乙醇和乙醚1∶1～3的混合溶剂中脱脂，干燥后浸入基体树脂或橡胶中，在60～180℃下拉挤成型，固化后成为柔性芯体；(2)、伞裙(200)和护套(102)的橡胶基材的炼制：将100质量份的有机橡胶和10～50质量份的气相法白炭黑加入炼胶机，在20～100℃下常压炼制1～4h，加入20～100质量份的氧化铝粉和10～50质量份的氧化锑粉，在50～150℃、真空70～90KPa下炼制2～5h，取出，在两辊机上返炼2～5遍，加入1～5质量份的过氧化苯甲酰或过氧化异丙苯和0.5～5质量份的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或苯并三氮唑炼匀，得到伞裙(200)和护套(102)的橡胶基材；(3)、伞裙与柔性轴(100)的一体制作：在装有所述柔性芯体(101)的注射模压机中加入所炼制的橡胶基材，注射模压使橡胶基材包裹在柔性芯体(101)外成为护套(102)和伞裙(200)，在120～200℃高温硫化成为一体式的柔性芯体(101)、护套(102)和伞裙(200)整体结构；(4)、在柔性芯体(101)的两端分别固定连接接口(400)和均压环(300)。

2.根据权利要求1所述复合柔性绝缘子的制造方法，其特征在于：所述柔性轴(100)及伞裙(200)结构采取下列方法制作：a、制作伞裙(200)：用所述伞裙(200)的橡胶基材在10～100MPa下模压，经100～200℃高温硫化成型即得伞裙(200)；b、将柔性芯体(101)置于挤包机中加入橡胶材料挤出，在150～250℃的硫化炉中高温硫化，使护套(102)包裹在柔性芯体(101)外得柔性轴(100)；c、将伞裙(200)套固在柔性轴(100)外。