CN103208339B

CN103208339B - 电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子

Info

Publication number: CN103208339B
Application number: CN201310121181.9A
Authority: CN
Inventors: 谢锡云
Original assignee: Individual
Current assignee: Pingxiang East China Export Electric Porcelain Co ltd Jiangxi
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: CN103208339A

Abstract

本发明公开了电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子，它包括瓷体（4）、上钢帽（2）和下钢帽（6），上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端之间采用棱角砂和胶合剂作为粘合层（3）胶装连接而成，上钢帽上设置有呈U形的抱筛压板（1），瓷体主要由20-40%wt的铝矾土、40-60%wt的粘土和10-20%wt的长石组成，先将铝矾土、粘土、长石的混合料球磨、再经去铁、榨泥、陈腐和真空练泥制成泥料，再将泥料经过仿形制坯、上釉上砂和高温烧制，再经切割胶装养护而成。本发明具有机械强度高，电气性能优良，质量稳定可靠好，机械强度等级达到16KN以上的技术要求，耐机械冲击能力高、耐污染能力强、维护工作量小，能完全满足电气化铁路接触网用瓷质绝缘子技术要求。

Description

电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子

技术领域

本发明涉及电瓷绝缘子，尤其是涉及一种电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子。

背景技术

随着我国铁路事业的不断发展，电气化铁路的普及，棒形瓷绝缘子作为电气化铁路接触网用支持装置之一，其用量越来越大，同时对电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子性能要求越来越高，其中对棒形瓷绝缘子瓷质强度等级要求在16KN以上，强度要求在150-180Mpa。据测算，到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中电气化铁路比重将达到60%，即7.2万公里。棒形瓷绝缘子的用量达576万只左右。而现有棒形瓷绝缘子的瓷质强度等级一般为80-120 MPa，最好的也只有130-150 MPa，都低于15KN，机械强度较低、不能满足是气化铁路接触网使用有技术要求；现有棒形绝缘子产品的瓷体和安装座一般通过常规胶装的方式连接固定，其抗机械破坏强度的能力差，由于铁路大提速带来的震动力增加等外部原因，瓷体和安装座连接易损坏、抗机械破坏强度的能力低可能引起交流电气化铁道导电接触线支撑系统发生故障，从而降低机车运行的可靠性与安全性。

发明内容

针对上述现有技术中棒形瓷绝缘子存在的问题，本发明提供了机械强度高、

稳定性好、耐机械冲击破坏强度高、耐污染能力强、维护工作量小的电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案：所述电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子包括瓷体、上钢帽和下钢帽，所述上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端均采用棱角砂和耐高温电瓷胶合剂混合作为粘合层胶装连接，所述上钢帽上设置有呈U形的抱筛压板，所述瓷体主要由20-40wt%的铝矾土、40-60wt%的粘土和10-20wt%的长石组成，先将铝矾土、粘土、长石的混合料球磨、再经去铁、榨泥、陈腐和真空练泥制成泥料，再将泥料经过仿形制坯、上釉上砂和高温烧制，再经切割胶装养护而成。

所述粘土中还可含有不少于混合料重量8%的锻烧高岭土，所述烧成后的棒形瓷绝缘子中AL₂O₃含量在50%以上，莫来石晶相含量达到45%以上。

所述轻质高强度电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子各项技术指标为：

拉伸破坏负荷≥160KN、弯曲破坏负荷≥12KN、爬电距离：主≥1200mm

冲击耐受电压（标准雷电）≥270KV、工频电压耐受电压≥160KV

冷热急变性/K≥150、人工污秽耐受电压≥30KV

本发明按下述方法制造而成：将原料配料——球磨20小时——过325目筛——除铁——榨泥——粗练——陈腐——真空练泥——仿形修坯——烘干——上釉上砂——940-960℃温度下保温4小时烧成——检验——切割——探伤——胶装——养护36-48小时——检验——包装入库。

1、从棒形瓷绝缘子用坯料配方上解决的方案是：以高铝强度瓷为瓷体的基体，高铝莫来石为主晶相，并利用预压应力和粒子弥散增强效果，提升产品的机械性能和电气性能。为达到上述目的，通过科学配方和烧成控制，以在瓷体中获得更多的网状莫来石相，且其晶粒大少成一定比例级配，均匀分布。根据莫来石相结晶过程特点，有不以其结晶介质为转移的两个阶段：第一阶段，产生能促使结晶继续发育的细微晶核；第二阶段，此晶核进一步发育，熔体中AI3+和Si4+离子的过饱和度，是促使莫为石晶核进一步发育的条件。随着熔体中AI3+和Si4+离子浓度的增加，晶核的数量不断增多。为了提高这两种离子在熔体中的过饱和程度，我们把配料组分中的部分原料，代以一定量的煅烧过的高岭土。必须为在介稳玻璃相中产生莫来石晶核而激发相应能量，它取决于n质点的数量，其中包括形成莫来石晶核的硅和铝离子的浓度。在某些n值和温度下，使莫来石晶核达到所需大少之后，开始自然发育，形成晶体，强有力地结合成新的质点。本系列产品以高铝低硅为基础配方，经烧成后以高铝莫来石为言主体晶相；利用预压应力和粒子弥散增强机理，增强裹釉砂新工艺，以显著提高瓷绝缘子的理化性能；采用滴水伞下带棱的伞裙结构增大了产品的爬电距离，并在瓷件外表面覆盖一层乳白釉，以提高绝缘伞形耐污秽性能、自洁性；选用抱筛压板和销钉相结合的安装结构，并采用振动胶装及水养护工艺，保证产品可靠性和稳定性。

2、通过表链表面层自由能密度的势垒来完成。自由能的存在，促使Al3+Si4+离子更好地扩散和吸附，亦即促使晶体快速增长，不断形成莫来石晶体。这是由于材料和相组成和结构以改变所致。可以确认，随着配料中煅烧过的高岭土引入量的增加，莫来石的含量将不断增加。试验发现：如加入混合料总重量8%的锻烧高岭土，其莫来石化效应最为显著。

通过精选原料，优化配方和颗粒级配，提升托辊品质并保证其质量稳定性；控制烧成工艺，以实现瓷体主要晶相为高铝莫来石，并实现预压应力和粒子弥散增强效果，使产品具有机械强度高、电气性能好、无绝缘老化等优点。

材料设计以高铝强度瓷为基体，高铝莫来石为主晶相，并利用预压应力和粒子弥散增强效果，提升产品的机械性能、电气性能。

2、本发明在棒形瓷绝缘子两端胶装部位采用圆周柱形上砂结构，喷裹砂压缩釉，在端部倒5×45度角并用高铝高强度的棱角砂与胶合剂进行胶装，进一步提高产品的机械强度和人工污秽耐用受电压。

3、从棒形瓷绝缘子结构上采取的技术方案是：所述棒形瓷绝缘子滴水伞下设置有棱角，并采用抱筛压板和销钉相结合进行棒形瓷绝缘子安装，可进一步提高棒形瓷绝缘子滑动负荷的拉伸负荷。

本发明所述电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子，具有机械强度高，电气性能优良，质量稳定可靠好，机械强度等级达到16KN以上的技术要求，耐机械冲击能力高、耐污染能力强、维护工作量小，能完全满足电气化铁路接触网用瓷质绝缘子技术要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

在图中，1、抱筛压板 2、上钢帽 3、粘合层 4、瓷体 5、伞裙 6、下钢帽。

具体实施方式

实施例1，在图1中，所述电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子包括瓷体4、上钢帽2和下钢帽6，所述上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端采用高强度棱角砂(如钢砂)和耐高温电瓷胶合剂(如硫铝酸盐水泥胶合剂、快速胶装水泥)作为粘合层3进行机械震动胶装连接，瓷体两端胶装部位采用圆柱形上砂结构，喷裹砂压缩釉，端部以5*45度倒角，棱角砂细度为30-50目，所述上钢帽上设置有呈U形的抱筛压板1，抱筛压板两端连接有销钉和螺母，所述瓷体上间隔设置有滴水伞下带棱的伞裙5，本发明先将30wt%的铝矾土、60wt%普通粘土、10wt%的长石混合形成混合料，并按下述方法制造而成：配料——球磨20小时——过325目筛——除铁——榨泥——粗练——陈腐——真空练泥——仿形修坯——烘干——上釉上砂——940-960℃温度下保温4小时烧成——检验——切割——探伤——胶装——养护36-48小时——检验——包装入库。所述烧成后的棒形瓷绝缘子坯料中AL2O3含量为52.3%、拉伸破坏负荷为：166KN、弯曲破坏负荷为：13.5KN，莫来石晶相含量为45.7%。

实施例2，在图1中，本所述电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子包括瓷体4、上钢帽2和下钢帽6，所述上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端采用高强度棱角砂和耐高温电瓷胶合剂连接而作为粘合层3进行机械震动胶装，瓷体两端胶装部位采用圆柱形上砂结构，喷裹砂压缩釉，端部以5*45度倒角，棱角砂细度为30-50目，所述上钢帽设置有呈U形的抱筛压板1，发明先将40wt%的铝矾土、35wt%的普通粘土、10wt%锻烧高岭土、15%w的长石混合形成混合料，并按下述方法制造而成：配料——球磨20小时——过325目筛——除铁——榨泥——粗练——陈腐——真空练泥——仿形修坯——烘干——上釉上砂——940-960℃温度下保温4小时烧成——检验——切割——探伤——胶装——养护36-48小时——检验——包装入库。所述烧成后的棒形瓷绝缘子坯料中AL2O3含量为53.7%、拉伸破坏负荷为：182.3KN、弯曲破坏负荷为：14.9KN，莫来石晶相含量为45.5%。

实施例3，在图1中，本所述电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子包括瓷体4、上钢帽2和下钢帽6，所述上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端采用高强度棱角砂和耐高温电瓷胶合剂作为粘合层3进行机械震动胶装连接，瓷体两端胶装部位采用圆柱形上砂结构，喷裹砂压缩釉，端部以5*45度倒角，棱角砂细度为30-50目，所述上钢帽设置有呈U形的抱筛压板1，本发明先将20wt%的铝矾土、50wt%的普通粘土、10wt%锻烧高岭土、20%w的长石混合形成混合料，并按下述方法制造而成：配料——球磨20小时——过325目筛——除铁——榨泥——粗练——陈腐——真空练泥——仿形修坯——烘干——上釉上砂——940-960℃温度下保温4小时烧成——检验——切割——探伤——胶装——养护36-48小时——检验——包装入库。所述烧成后的棒形瓷绝缘子坯料中AL2O3含量为51.8%、拉伸破坏负荷为：167.5KN、弯曲破坏负荷为：13.8KN, 莫来石晶相含量为46.4%。

Claims

1.电气化铁路接触网用棒形绝缘子，它包括瓷体（4）、上钢帽（2）和下钢帽（6），其特征是：所述上钢帽和下钢帽与圆柱形的瓷体两端之间采用棱角砂和耐高温电瓷胶合剂作为粘合层胶装连接，所述上钢帽上设置有呈U形的抱箍压板（1），所述瓷体主要由20-40wt%的铝矾石、20-40wt%的粘土和10-20wt%的长石组成，所述棱角砂的细度为30-50目，所述粘土中含有不少于混合料重量8%的煅烧高岭土，先将铝矾土、粘土、长石的混合料球磨、再经去铁、榨泥、陈腐和真空炼泥制成泥料，再将泥料经过仿形制坯、上釉上砂和高温烧制，再经切割胶装养护而成。