CN103219108B - 绝缘子制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种绝缘子的制造方法，该绝缘子包括空心的绝缘管、设置于绝缘管外侧的伞裙和位于绝缘管内的线体，其中，所述绝缘管内部轴向上设置有绝缘体，所述绝缘管和所述绝缘体径向上存在间隙，所述线体位于上述间隙内并贯穿上述间隙后从所述绝缘管的两端穿出。由于线体可以在伞裙注射成型后，再插设入上述间隙内，从而避免由于高温、高压而产生的光纤损耗、光纤包覆层脱落、光纤断裂等问题。

Description

绝缘子制造方法

技术领域

本发明涉及一种绝缘子，具体是涉及一种用在输变电测试中的光纤绝缘子的制造方法。

背景技术

传统的高压电流测量的方法是利用基于电磁感应原理的电磁互感器来测量电流，但随着电力容量的不断增大，电压等级的不断升高，传统电磁互感器呈现出不可克服的难题。在大容量、超高压电力系统中，传统的电磁互感器会导致测量结果严重失真的现象。但由于光纤传输电流信号传输效率高、性能稳定、测量准确，所以传统的电磁式电流互感器逐渐被基于光学原理的光纤互感器所代替。在该光纤互感器中，光纤承担着传输信号的任务。为了避免光纤传输的信号受到外在信号的干扰，光纤在传输电流信号过程中需要复合绝缘子为该光纤提供外绝缘。

现有的光纤绝缘子是先将光纤插设在该光纤复合绝缘子的绝缘管中，然后将有机绝缘材料灌注在绝缘管中固定该光纤，最后再在该绝缘管的外侧注射成型伞裙。这样制成的光纤绝缘子会存在以下缺陷：必须在加设连接件之前将光纤插入绝缘管并固定，由于用作密封灌注的有机绝缘材料、绝缘管以及光纤之间的热膨胀系数差别较大，因此加热注射伞裙成型时，有机绝缘材料的热膨胀会使空心绝缘子体内形成应力，从而使光纤的损耗增大。同时，由于把包含穿过该空心绝缘管的光纤的整体加热时，会使光纤的包复层剥落下来，从而使得光纤容易断裂，最终制造出不合格的光纤绝缘子。

另外，因近年智能电网的发展需要，越来越要求产品性能整合化，如柱式断路器和光纤绝缘子的整合，电容器和光纤绝缘子的整合，隔离开关和光纤绝缘子的整合等，而复合绝缘子作为智能电网的指定绝缘子担负着从外绝缘方面整合各设备的责任，但现阶段所谓的整合仅仅停留在各设备使用同一支架，没有使用同一个绝缘件的先例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种绝缘子制造方法，加工时能够降低光纤损耗。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种绝缘子制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一个空心的绝缘管，一个能够轴向插入到所述绝缘管内部的绝缘体，能够与所述绝缘管的端部连接的连接件，以及至少一根线体；

(b)提供一台注射机，将所述绝缘管放入所述注射机中，然后开启注射机，形成包覆在所述绝缘管外侧的伞裙；

(c)将所述绝缘体放入所述绝缘管中，然后将所述连接件连接到绝缘管和绝缘体的端部；

(d)将所述线体插入所述绝缘管和绝缘体之间的间隙内，并使所述线体的两端分别从所述绝缘管两端的所述连接件中分别穿出。

通过在绝缘管和绝缘体之间设置间隙，将线体设置上述间隙内，从而可以在伞裙设置之后再安装上述线体，避免高温注射上述伞裙时产生光纤损耗、光纤包覆层脱落、光纤断裂的问题。

优选地，步骤(b)中，所述伞裙的材质为高温硫化硅橡胶。

优选地，步骤(c)中，所述绝缘管和所述绝缘体同轴设置。

优选地，步骤(d)中，所述间隙的横向截面呈环形。

优选地，步骤(d)中，所述线体缠绕于所述绝缘体的外侧。

优选地，步骤(d)中，所述绝缘管具有轴线，所述线体平行于所述轴线设置。

优选地，在步骤(d)之后，提供一台注胶枪，将所述注胶枪连接所述间隙的一端，将绝缘材料注入所述间隙中，所述绝缘材料是绝缘气、绝缘油或绝缘固体中的任一种。

优选地，提供一台空气抽气机，在开启所述注胶枪之前，将上述空气抽气机连接所述间隙的另一端，打开所述空气抽气机抽取所述间隙中的空气，使所述空隙处于真空状态。

优选地，所述绝缘管和绝缘体的材质是玻璃钢、陶瓷或玻璃中的任一种。

优选地，所述绝缘体为空心。通过将绝缘体加工为空心结构，可以将本发明的复合绝缘子作为组成之一加工成其它产品，如柱式断路器、电容器和隔离开关等，从而实现产品的整合化，满足智能电网的发展需求。

附图说明

本发明的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的附图标记标识相同的元件：

图1为本发明绝缘子制造方法所涉及绝缘子的结构示意图。

图2为图1所示绝缘子的横向截面图。

具体实施方式

根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

为了对本发明作进一步的说明，举一较佳实施例并配合附图详细说明如下：

本发明绝缘子制造方法所涉及的绝缘子可以是复合绝缘子，也可以是陶瓷或玻璃材质的绝缘子。请参考图1，其为本发明优选实施方式所涉及绝缘子的结构示意图，具体为一种光纤复合绝缘子100。该光纤复合绝缘子100包括空心绝缘管1、轴向设置在空心绝缘管1内的绝缘体2、包覆在空心绝缘管1外侧的伞裙3。绝缘管1和绝缘体2在径向上存在间隙4，至少一个线体5位于上述间隙4内。绝缘管1的两端分别设置有连接件6，通过连接件6，将绝缘体2相对绝缘管1固定设置。上述线体5贯穿间隙4后，从绝缘管1两端的连接件6穿出。本发明复合绝缘子的线体5可以为光纤、光缆或导线等传输元件，本实施方式中，线体5具体为光纤。

绝缘管1和绝缘体2同轴设置，两者均为空心结构的缠绕成型的圆柱形玻璃钢管，由作为增强材料的玻璃纤维纱和基体材料复合缠绕而成。上述基体材料可以为环氧树脂，乙烯基酯树脂，或者是聚氨酯树脂。在本实施例中，所述基体材料为环氧树脂。在缠绕氧化玻璃钢管成型过程中，环氧树脂胶液会与玻璃纤维纱产生一系列物理、化学变化，形成环氧树脂固化物。该环氧树脂固化物在环氧树脂胶液与玻璃纤维纱之间形成结构和性能优越的界面层，该界面层把玻璃纤维纱与环氧树脂胶结合成一个整体，使得玻璃纤维纱与环氧树脂胶支撑的空心绝缘管具有良好的电气性能。上述玻璃纤维纱可以为无碱不间断玻璃纱，且该玻璃纤维纱占空心绝缘管总重量的70%。可以理解，本发明绝缘子的绝缘管和绝缘体也可以采用陶瓷、玻璃等材质，其中，绝缘体2也可以加工成实心的。

伞裙3是由硫化硅橡胶一体注射成型包覆在绝缘管1的外侧，本实施方式中，选用的是高温硫化硅橡胶。高温硫化硅橡胶是高分子量（分子量一般为40～80万）的聚有机硅氧烷（即生胶）加入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，并在高温下交链成的一种橡胶，该橡胶简称为硅橡胶。高温硫化硅橡胶的补强填料可以为白炭黑，它可使硫化胶的强度增加十倍。加入各种添加剂主要是降低胶的成本、改善胶料性能以及赋予硫化胶各种特殊性能如阻燃、导电等。在本实施例中，所述高温硫化硅橡胶包括有以下部分组成：甲基乙烯基硅橡胶25%、白炭黑30%、氢氧化铝30%、硅油4%以及硫化剂1%。

两连接件6分别安装在绝缘体1的两端，本实施方式中连接件6具体为法兰，可以通过连接件6将整个绝缘子安装连接在外部设备上。空心绝缘管1和绝缘体2通过胶装的方式分别与连接件6连接，从而将绝缘体2轴向地固定设置在绝缘管1的内部。另外，连接件6上设有能够让线体5穿过的通孔61，线体5贯穿间隙4后，两端分别从通孔61中穿出。

间隙4形成在绝缘管1和绝缘体2之间，本实施例中，由于绝缘管1和绝缘体2均为空心圆柱状且同轴设置，因此所形成间隙4的横向截面为圆环形。绝缘管1的直径比绝缘体2的直径大20mm，使间隙4的径向厚度为10mm。

线体5贯穿于空心绝缘管1和绝缘体2之间的间隙4，两端分别从连接件6穿出，进而与外部设备连接。本实施方式中，线体5平行于空心绝缘管1的轴线方向设置。可以理解，线体5的设置方式可以是能够贯穿间隙4的任一种可能的形式，例如可以是螺旋式，即轴向缠绕于绝缘体2的外侧，线体5可以张紧或松弛地设置在间隙4内。

本实施方式中，线体5具体为光纤，光纤是一种利用光在玻璃或者塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导的工具，微细的光纤封装在塑料护套中，使得光纤能够弯曲而不至于断裂。本实施例中的光纤是用来传输电网的电流和电压信息的，光纤可以分为多模和单模光纤。单模光纤的直径很小，在给定的工作波长只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给定的波长上能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。在本实施例中的光纤为一根多模光纤。可以想到是根据实际测量信号的需要，光纤数量和种类可以根据需要确定。

为了更好地固定线体5，间隙4内进一步填充有绝缘材料7。绝缘材料7可以是有机绝缘材料，可以是绝缘气、绝缘油或绝缘固体中的任一种。本实施方式中的绝缘材料7具体为硅橡胶，在硅橡胶灌入的过程中，使间隙4处于真空状态，从而使固化后的硅橡胶没有气泡，形成一个无气泡的硅橡胶实心体。

通过在绝缘管1和绝缘体2之间设置间隙4，将线体5设置上述间隙4内，从而可以在伞裙3设置之后再安装上述线体5，避免高温注射上述伞裙3时产生光纤损耗、光纤包覆层脱落、光纤断裂的问题。

另外，由于将绝缘体2设置成空心的，可以对绝缘体2的内部进行处理，以实现耐油、耐高温、耐腐蚀等满足电容器、避雷器、柱式断路器等不同设备使用需求。通过将本发明的绝缘子作为元件之一，组成其它产品，如柱式断路器、电容器和隔离开关等，如不同设备整合到一个绝缘子上，实现了产品智能化，用地面积更小，环境更友好等。

上述实施方式中光纤复合绝缘子100的制造方法包括以下步骤：

(a)提供空心绝缘管1，比空心绝缘管1直径小20mm的绝缘体，两连接件6和一根线体5；

(b)提供一台用于高温、高压注射硫化硅橡胶的注射机，一台用于将有机绝缘材料7灌入空心绝缘管1中的注胶枪和一台用于抽取空气的空气抽气机；

(c)将空心绝缘管1放入所述注射机中，然后开启注射机，将高温硫化硅注射到所述空心绝缘管1外表面以形成包覆在空心绝缘管1上的伞裙3；

(d)将绝缘体2放入空心绝缘管1中，并使空心绝缘管1和绝缘体2同轴设置，然后将上述连接件6连接到空心绝缘管1和绝缘体2的端部；

(e)将上述线体5插入空心绝缘管1和绝缘体2之间的间隙4内，并使线体5平行于空心绝缘管1的轴线设置；

(f)将上述空气抽气机连接到间隙4的一端，注胶枪连接间隙4的另一端；打开空气抽气机抽取上述间隙4中的空气，使所述间隙4处于真空状态，开启注胶枪把有机绝缘材料7注射到间隙4内，待有机绝缘材料7充满上述整个间隙4，关闭空气抽气机和注胶枪；

(g)固化有机绝缘材料7至线体5完全被有机绝缘材料7固定以形成光纤复合绝缘子100。

在有机绝缘材料7注射的过程中，有机绝缘材料7处于常温状态，因此，由于高温注射而产生的光纤损耗、光纤包覆层脱落、光纤断裂的问题不会发生。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。需要注意的是，按照惯例，权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个这样的元件。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。

Claims (10)

1.一种绝缘子制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一个空心的绝缘管，一个能够轴向插入到所述绝缘管内部的绝缘体，能够与所述绝缘管的端部连接的连接件，以及至少一根线体；

(b)提供一台注射机，将所述绝缘管放入所述注射机中，然后开启注射机，形成包覆在所述绝缘管外侧的伞裙；

(c)将所述绝缘体放入所述绝缘管中，然后将所述连接件连接到绝缘管和绝缘体的端部；

(d)将所述线体插入所述绝缘管和绝缘体之间的间隙内，并使所述线体的两端分别从所述绝缘管两端的所述连接件中分别穿出。

2.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：步骤(b)中，所述伞裙的材质为高温硫化硅橡胶。

3.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：步骤(c)中，所述绝缘管和所述绝缘体同轴设置。

4.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：步骤(d)中，所述间隙的横向截面呈环形。

5.如权利要求4所述的绝缘子制造方法，其特征在于：步骤(d)中，所述线体缠绕于所述绝缘体的外侧。

6.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：步骤(d)中，所述绝缘管具有轴线，所述线体平行于所述轴线设置。

7.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：在步骤(d)之后，提供一台注胶枪，将所述注胶枪连接所述间隙的一端，将绝缘材料注入所述间隙中，所述绝缘材料是绝缘气、绝缘油或绝缘固体中的任一种。

8.如权利要求7所述的绝缘子制造方法，其特征在于：提供一台空气抽气机，在开启所述注胶枪之前，将上述空气抽气机连接所述间隙的另一端，打开所述空气抽气机抽取所述间隙中的空气，使所述间隙处于真空状态。

9.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：所述绝缘管和绝缘体的材质是玻璃钢、陶瓷或玻璃中的任一种。

10.如权利要求1所述的绝缘子制造方法，其特征在于：所述绝缘体为空心。