CN103065740A - 盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制备方法 - Google Patents
盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制备方法 Download PDFInfo
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本发明公开了一种盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制备方法，其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件包括伞裙，所述伞裙的中心设有一倒锥形空腔的胶装部；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。本发明通过使用憎水性脂环族环氧树脂，提高了聚合物盘形绝缘件的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对产品的破坏。同时工程人员施工过程中必要时在一定范围内可以踩踏在伞裙上，从而便利了施工，提高了工程人员施工过程中的安全系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合绝缘子，尤其涉及一种盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制备方法。
背景技术
聚合物绝缘子因其在重量、测零值、耐污闪电压、不自爆等方面相比瓷质、玻璃绝缘子有很大的优越性而受到行业的青睐，尤其是污闪电压高这一特点。研究发现，绝缘子的伞裙结构与污闪电压之间存在一定的关系，使得其他条件相同但伞裙结构不同的聚合物绝缘子其污闪电压不同。
伞径对聚合物绝缘子污闪特性的影响如下：伞径加大，则聚合物绝缘子的等效直径增大，对污闪特性有消极影响，虽然聚合物绝缘子的爬电距离相应增大，在一定程度上可以提高污闪电压，但是提高的程度有限，反而导致爬电距离的利用率相对降低，并且过大的伞径会消耗过多的材料，不具有经济效益；伞径过小则会导致泄漏距离的不足，因此选择伞径的首要原则是，在保证整支绝缘子满足泄漏距离的前提下选择具有经济效益的伞径。
伞间距对聚合物绝缘子污闪特性的影响如下：伞间距增大，首先可以提高聚合物绝缘子的积污特性；其次，可以有效地抑制伞间桥接，防止严重覆冰覆雪以及阻滞电弧的串接；第三，可以提升爬电距离的利用率；但是增大的前提是保证整支聚合物绝缘子具有充足的爬电距离。伞间距减小，在绝缘高度一定的情况下可以提高聚合物绝缘子的爬电距离，但是污闪电压并不随爬电距离的增加而线性增长，伞间距过小，尤其是对伞下设置棱形突起的钟罩形产品，伞间容易发生桥接，爬电距离的利用率相对降低。
聚合物绝缘子运行地理范围广，不同地区具有其地理特殊性，从而造成运行工况复杂，同时聚合物绝缘子在运输、安装与维护过程存在外界不确定因素，从而影响聚合物绝缘子的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防鸟害、抗风沙、抗外力破坏和可辅助攀踏的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制备方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，包括伞裙2，所述伞裙2的中心设有一倒锥形空腔的胶装部1；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。
进一步，所述伞裙2为上下表面均为平滑过渡的弧面的空气动力型盘状本体。
进一步，所述伞裙的伞伸出为100mm～220mm，公称盘径为300mm～500mm
进一步，所述伞裙2为双伞形结构的伞裙，包括两个平行设置的伞形凸起21；或所述伞裙2为三伞形结构的伞裙，包括两个大伞形凸起21，以及设置于所述两个大伞形凸起21之间的小伞形凸起22；所述大伞形突起（21）与小伞形凸起（22）的伞伸出之差应大于15mm。
进一步，所述伞形凸起21的最大公称盘径为150mm～500mm，最大伞伸出为80mm～200mm；所述伞形凸起21的上倾角为4°～28°，下倾角为0°～24°。
进一步，所述伞裙2包括具有侧壁的钟罩形本体，且其内壁上设有多条棱形凸起222。
进一步，所述伞裙2的上倾角为4°～16°，且伞裙2的伞伸出为80mm～200mm，公称盘径为150mm～500mm；棱下系数为0.7～1.1。
为了达到上述目的，本发明实施例还提出了一种前述任一项的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的制造方法，所述方法包括：
步骤1、将憎水性脂环族环氧树脂注入到模具中，并进行第一次固化；其中该第一次固化的固化温度为130~170℃，凝胶时间为8~40分钟，成型时间为12~50分钟；
步骤2、脱模然后进行第二次固化，固化时间为8~10小时，固化温度为110~150℃。
进一步，所述步骤1中采用自动压力注射成型工艺将所述憎水性脂环族环氧树脂注入到模具中；其中进料压力为0.1-0.4MPa，进料时间为3-5分钟。
进一步，所述步骤1中：
第一次固化的固化温度为130℃，凝胶时间为30～40分钟，成型时间为40～50分钟；或
第一次固化的固化温度为140℃，凝胶时间为15～20分钟，成型时间为25～30分钟；或
第一次固化的固化温度为150℃，凝胶时间为12～15分钟，成型时间为15～20分钟；或
第一次固化的固化温度为160℃，凝胶时间为8～10分钟，成型时间为12～15分钟；或
第一次固化的固化温度为170℃，凝胶时间为6～8分钟，成型时间为10分钟。
相比现有技术，本发明所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件及制造方法具有以下有益效果：
本发明通过使用憎水性脂环族环氧树脂，提高了聚合物盘形绝缘件的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对产品的破坏。同时工程人员施工过程中必要时在一定范围内可以踩踏在伞裙上，从而便利了施工，提高了工程人员施工过程中的安全系数。本发明所述的聚合物盘形绝缘件对伞伸出、伞伸出之差以及伞间距与伞伸出之比等参数的合理设定，达到高压复合绝缘子污闪特性最佳的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的整体成型式空气动力型盘形盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的结构示意图；
图2为本发明实施例的双伞形结构的整体成型式双伞形与三伞形盘形盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的结构示意图；
图3为本发明实施例的三伞形结构的整体成型式双伞形与三伞形盘形盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的结构示意图；
图4为本发明实施例的整体成型式钟罩形盘形盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明实施例提出的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件做进一步详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明第一实施例提出的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件采用了伞裙形结构。
如图1所示的，该盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件包括伞裙2，所述伞裙2的中心延伸出一U字形空腔的延伸部1；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。其中，如图1所示的，该伞裙2为上下表面均为平滑过渡的弧面的伞裙。所述伞裙的伞伸出为100mm～220mm，公称盘径为300mm～500mm。其中伞伸出是指复合绝缘子伞裙外沿与护套之间的径向距离。
实施例2
如图2和图3所示，本发明第二实施例提出的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件采用了多伞形结构。
如图2所示，该盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件包括伞裙2，所述伞裙2的中心延伸出一U字形空腔的延伸部1；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。其中，所述伞裙2为双伞形结构的伞裙，包括两个相互平行的大伞形凸起21。其中该两个大伞形突起21的直径可以相等，也可以不相等。
如图3所示，该盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件包括伞裙2，所述伞裙2的中心延伸出一U字形空腔的延伸部1；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。其中，所述伞裙2为三伞形结构的伞裙，包括两个大伞形突起21，以及设置于所述两个大伞形突起21之间的小伞形凸起22；所述小伞形凸起22的伞伸出小于所述大伞形突起21。其中该两个大伞形突起21的直径可以相等，也可以不相等。
其中，如图2和图3所示的该盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的大伞形凸起21的最大公称盘径为150mm～500mm，最大伞伸出为80mm～200mm；所述大伞形凸起21的上倾角为4°～28°，下倾角为0°～24°。
实施例3
如图4所示，本发明第三实施例提出的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件采用了具有凸棱的钟罩形结构。该盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件包括伞裙2，所述伞裙2的中心延伸出一U字形空腔的延伸部1；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。如图4所示的，所述伞裙2包括具有侧壁的钟罩形本体，且其内壁上设有多条棱形凸起222。其中所述伞裙2的上倾角为4°～16°，且伞裙2的伞伸出为80mm～200mm，公称盘径为150mm～500mm；棱下系数为0.7～1.1。
其中，钟罩形是指一个具有一定长度侧壁的U字形。
本发明所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制备，具有很高的机械强度、良好抗磨损性能和抗外力破坏的能力，可以该系列产品的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对产品破坏，同时施工人员在一定范围内可辅助攀踏。与其他几种绝缘材料制备的绝缘子相比，本发明所述聚合物盘形绝缘件优点明显。几种绝缘材料具体对比如下表所示。
| 比较项目 | 陶瓷 | 乙丙橡胶 | 硅橡胶 | 脂环族环氧树脂 | 憎水性脂环族环氧树脂 |
| 设计灵活性 | ○○ | ○ | ○ | ●● | ●● |
| 重量 | ○○ | ● | ● | ● | ● |
| 制造工序（复杂性） | ○○○ | ○○ | ○○ | ●● | ●● |
| 操作 | ○○ | ● | ● | ● | ● |
| 优良憎水性 | ○○○ | ● | ●●● | ● | ●● |
| 憎水性迁移 | ○○○ | ○○ | ●●● | ○○ | ●● |
| 憎水性恢复 | ○○○ | ○○ | ●●● | ○○ | ●● |
| 抵抗恶意破坏能力 | ○○ | ● | ● | ● | ● |
| 抵抗被鸟破坏能力 | ●● | ○○ | ○○ | ● | ● |
| 闪络耐抵性 | ●● | ● | ● | ● | ● |
| 耐电痕性和耐腐蚀性 | ●●● | ●● | ●● | ●● | ●●● |
| 绝缘子成本 | ● | ○○ | ○○○ | ● | ● |
●●●优异 ●●良好 ●好 ○○○差 ○○较差 ○一般
实施例4
本发明第四实施例提出一种前述任一实施例的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的制造方法，包括：
（1）根据所需的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件结构选用相应结构模具，安装于加工设备上待加工生产。
（2）将憎水性脂环族环氧树脂注入到模具中，并进行第一次固化，凝胶时间为8-40min，成型时间为12-50min，固化温度为130-170℃。该步骤优选采用自动压力注射成型工艺。更优选的进料口径为16mm，进料时间为3-5min，进料压力为约0.1-0.4MPa。采用自动压力注射成型工艺，产品具有很高的绝缘性能和机械强度，可将传统真空浇注所需时间缩短到十几分钟，并具有较好的控制放热效应等突出优点。
（3）脱模然后进行第二次固化，固化时间为8-10小时，固化温度为110-150℃。第二次固化可以在电热箱等常规设备中。
本发明所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件固化过程分第一次固化与第二次固化两阶段，在第一次固化阶段宜采用低温凝胶工艺，这样可减少固化过程体积收缩所产生的内应力。由于第一次固化较慢，收缩的料可及时补充，气泡可及时排出，可减少内部孔洞的形成。不同温度下的注射或浇注料凝胶化时间与固化时间如下表所示。
| 温 度 | 凝胶化时间 | 成型时间 |
| 130℃ | 30～40min | 40～50 min |
| 140℃ | 15～20 min | 25～30 min |
| 150℃ | 12～15 min | 15～20 min |
| 160℃ | 8～10 min | 12～15 min |
| 170℃ | 6～8 min | 10 min |
以下采用一个实例来验证本发明的性能。下例是针对制备如图3所示的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，具体方法包括
（1）选用三伞形聚合物盘形绝缘件相应结构模具，安装于加工设备上待加工生产。该模具按照如下结构要求相应制造：伞裙的上倾角为10°，下倾角为0°；两个直径相等的大伞形凸起同轴设置，且在两个大伞形凸起之间设置一个小伞形凸起；大伞形凸起和小伞形凸起的伞伸出之差为18mm。其中大伞形凸起的伞伸出为110mm，大伞形凸起公称直径为320mm。
（2）将户外型憎水性脂环族环氧树脂采用自动压力注射成型工艺注射到模具中，进料口径为16mm，进料时间为5min，进料压力为约0.4MPa。在模具中进行第一次固化，固化温度为130℃，凝胶时间为35min，成型时间为45min。
（5）脱模然后放入到电热箱中进行第二次固化，固化时间为10小时，固化温度为110℃，得到如图3所示的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件。
本发明中的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件采用HCEP（Hydrophobic Cycloaliphatic Epoxy：憎水性脂环族环氧化合物）材料，从而使本发明的盘形悬式聚合物绝缘子串元件在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时，提高了聚合物绝缘子的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对聚合物绝缘子伞套的破坏，并且在一定范围内使绝缘芯具有了可辅助攀踏性能，提高了施工过程中的安全系数。
综上所述，本发明耐污闪、防鸟啄、抗风沙，能得到污闪特性最佳的效果。盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件用HCEP材料具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能，同时具有较高的机械强度。本发明在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时，还具有抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄、鼠咬，并且在一定范围内具有可辅助攀踏性能，便利了工程人员的施工，提高了施工过程中的安全系数。同时产品具有不需测零值，不自爆等优点，从而减少维护成本。本发明的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件通过整体注射或浇注工艺一次成型，同时与钢帽金具和钢帽金具固化为一体，产品等同于同吨级盘形悬式瓷或玻璃绝缘子的尺寸及性能，提高了产品生产工作效率，同时便利了运输困难工况下的运输，同时使产品的组合选型、安装、维护和运输更为快捷与方便。从而满足高压、超高压与特高压电网；电气化铁路与高速电气化铁路和轨道交通接触网的使用需求。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，包括伞裙（2），所述伞裙（2）的中心设有一倒锥形空腔的胶装部（1）；其中所述盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件由憎水性脂环族环氧树脂制成。
2.根据权利要求1所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞裙（2）为上下表面均为平滑过渡的弧面的空气动力型盘状本体。
3.根据权利要求2所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞裙的伞伸出为100mm～220mm，公称盘径为300mm～500mm。
4.根据权利要求1所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞裙（2）为双伞形结构的伞裙，包括两个平行设置的大伞形凸起（21）；
或所述伞裙（2）为三伞形结构的伞裙，包括两个大伞形凸起（21），以及设置于所述两个大伞形凸起（21）之间的小伞形凸起（22）；所述大伞形突起（21）与小伞形凸起（22）的伞伸出之差应大于15mm。
5.根据权利要求4所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞形凸起（21）的最大公称盘径为150mm～500mm，最大伞伸出为80mm～200mm；所述伞形凸起（21）的上倾角为4°～28°，下倾角为0°～24°。
6.根据权利要求1所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞裙（2）包括具有侧壁的钟罩形本体，且其内壁上设有多条棱形凸起（222）。
7.根据权利要求6所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件，其特征在于，所述伞裙（2）的上倾角为4°～16°，且伞裙（2）的伞伸出为80mm～200mm，公称盘径为150mm～500mm；棱下系数为0.7～1.1。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、将憎水性脂环族环氧树脂注入到模具中，并进行第一次固化；其中该第一次固化的固化温度为130~170℃，凝胶时间为8~40分钟，成型时间为12~50分钟；
步骤2、脱模然后进行第二次固化，固化时间为8~10小时，固化温度为110~150℃。
9.根据权利要求8所述的盘形悬式绝缘子串元件用聚合物盘形绝缘件的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用自动压力注射成型工艺将所述憎水性脂环族环氧树脂注入到模具中；其中进料压力为0.1-0.4MPa，进料时间为3-5分钟。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：所述步骤1中：
第一次固化的固化温度为130℃，凝胶时间为30～40分钟，成型时间为40～50分钟；或
第一次固化的固化温度为140℃，凝胶时间为15～20分钟，成型时间为25～30分钟；或
第一次固化的固化温度为150℃，凝胶时间为12～15分钟，成型时间为15～20分钟；或
第一次固化的固化温度为160℃，凝胶时间为8～10分钟，成型时间为12～15分钟；或
第一次固化的固化温度为170℃，凝胶时间为6～8分钟，成型时间为10分钟。
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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