CN103824664A

CN103824664A - 聚合物空心复合绝缘子及其制备方法

Info

Publication number: CN103824664A
Application number: CN201410064296.3A
Authority: CN
Inventors: 及荣军; 张春梅; 王长明; 张炎武; 耿卫斌; 贾传熙
Original assignee: HEBEI RONGSEN ELECTRICAL CO Ltd
Current assignee: HEBEI RONGSEN ELECTRICAL CO Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种聚合物空心复合绝缘子及其制备方法，该空心复合绝缘子包括一个绝缘管，绝缘管两端通过胶粘剂胶装有法兰，绝缘管外表面覆盖有带有一个以上聚合物伞裙的聚合物护套，法兰与护套的接口部位固化成型有密封结构，护套与伞裙通过整体注射或浇注工艺在绝缘管上高温固化一次成型，护套上的伞裙包括与绝缘管同轴设置的多个大伞形凸起。本发明所述的耐污闪、防鸟啄、抗风沙的聚合物空心复合绝缘子污闪电压高，同时具有防鸟害、抗风沙、抗外力破坏和可攀踏等性能。

Description

聚合物空心复合绝缘子及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种空心复合绝缘子及其制备方法，尤其涉及一种聚合物空心复合绝缘子及其制备方法。

背景技术

复合绝缘子因其在重量、耐污闪电压等方面相比瓷质和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，其中，空心复合绝缘子随着电力事业的发展需求量也越来越大，但是同时对空心复合绝缘子性能也提出了更高的要求。目前空心复合绝缘子伞套材料多采用硅橡胶，但是硅橡胶伞套材料在抗风沙、防鸟啄、防外力破坏方面存在不能满足要求的情况，因而如何使空心复合绝缘子满足更为苛刻工况下的运行要求，是空心复合绝缘子所面临的一个急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的第一技术问题是：选择了一种绝缘材料组合物，具有优异的耐候性，优良的憎水性、憎水迁移性、高机械强度、良好的抗磨损性能和抗外力破坏能力，并且能够满足聚合物空心复合绝缘子聚合物护套与聚合物伞裙的加工要求。

本发明所要解决的第二技术问题是：提供了一种制备方法，以此方法制备聚合物空心复合绝缘子，从而满足不同设计与使用需求。

为解决上述问题，本发明提供的第一技术方案是：选取户外型憎水性脂环族环氧树脂作为原料来制备聚合物空心复合绝缘子。

户外型憎水性脂环族环氧树脂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，从而本发明所述聚合物空心复合绝缘子系列产品在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时该系列产品具有抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对产品的破坏，并且在一定范围内具有了可辅助攀踏性能，便利了工程人员的施工，提高了施工过程中的安全系数。

本发明第二技术方案为：一种聚合物空心复合绝缘子的具体技术方案为：

一种聚合物空心复合绝缘子及其制备方法，该空心复合绝缘子包括一个绝缘管，绝缘管两端通过胶粘剂胶装有法兰，绝缘管外表面覆盖有带有一个以上聚合物伞裙的聚合物护套，法兰与护套的接口部位固化成型有密封结构，伞裙与护套通过整体注射或浇注工艺在绝缘管上高温固化一次成型，护套上的伞裙包括与绝缘管同轴设置的多个大伞形凸起。

进一步，相邻的大伞形凸起之间设置有一个以上小伞形凸起，小伞形凸起与绝缘管同轴设置。

进一步，相邻的大伞形凸起之间设置有两个小伞形凸起。

进一步，相邻的大伞形凸起之间设置有一个小伞形凸起。

进一步，大伞形凸起与小伞形凸起的伞伸出之差大于15mm。

进一步，伞形凸起的伞伸出是复合绝缘子的伞裙外沿与护套之间的径向距离，大伞形凸起的伞间距与伞伸出之比大于0.8；护套上的伞裙的上倾角为6°～16°，下倾角为0°。

进一步，伞裙与护套材料采用户外型憎水性脂环族环氧树脂。

进一步，绝缘管为玻璃纤维增强树脂缠绕管或瓷管。

进一步，胶粘剂可以为水泥或树脂等胶粘剂。

进一步，法兰外形尺寸结构可依据安装使用需要进行变换。

本发明提供的第三技术方案是：一种聚合物空心复合绝缘子的制备方法，该方法包括：

（1）将绝缘管插入到法兰的中心孔中，然后通过胶粘剂胶装为一体，得到绝缘管-法兰复合体；所述胶粘剂为水泥或树脂等胶粘剂的其中一种；

（2）步骤（1）中绝缘管-法兰复合体的绝缘管表面采用偶联剂进行预处理；所述偶联剂为凯姆洛克系列607或608的等偶联剂其中一种；

（3）将步骤（2）所得预处理绝缘管-法兰复合体放入到模具中的相应位置；

（4）将户外型憎水性脂环族环氧树脂化合物注射或浇注入到模具中，并进行第一次固化，固化温度为130-170℃；注射工艺为自动压力注射成型工艺，进料压力为0.1-0.4MPa，进料时间为3-5min；

（5）脱模然后进行第二次固化，固化温度为110-150℃，得到聚合物空心复合绝缘子。

相比现有技术，本发明所述的一种聚合物空心复合绝缘子的有益效果如下：

（1）通过对伞形凸起的伞伸出、伞型凸起的伞伸出之差以及伞间距与伞伸出之比的合理设定，以及积污特性的仿真分析，达到聚合物空心复合绝缘子污闪特性最佳的效果；

（2）聚合物空心复合绝缘子的聚合物伞套采用HCEP（Hydrophobic Cycloaliphatic Epoxy：憎水性脂环族环氧化合物）材料，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，从而本发明所述聚合物空心复合绝缘子系列产品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复合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空心复合绝缘子伞套的破坏。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。

附图说明

图1是本发明第一实施例的聚合物空心复合绝缘子的结构示意图。

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是本发明第二实施例的聚合物空心复合绝缘子的结构示意图。

图4是本发明第三实施例的聚合物空心复合绝缘子的结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明。

本发明公开了一种聚合物空心复合绝缘子及其制备方法。该聚合物空心复合绝缘子由户外型憎水性脂环族环氧树脂制备，由于憎水性脂环族环氧树脂优异的机械与电气性能，从而使本发明所述聚合物空心复合绝缘子系列产品在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时具有抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对聚合物空心复合绝缘子伞套的破坏，并且在一定范围内具有可辅助攀踏性能。

聚合物空心复合绝缘子采用整体注射或浇注工艺，通过长时间高温度、高压力的加工条件在模具内一次固化成型，系列加工成不同伞形结构，以满足不同设计与使用需求。下面结合附图详细说明几种聚合物空心复合绝缘子具体的结构。

如图1、图2所示，本发明第一实施例提出的聚合物空心复合绝缘子，包括：一个绝缘管1，绝缘管1两端通过胶粘剂6胶装有法兰2（外形尺寸结构可依据安装使用需要进行变换），绝缘管1外表面覆盖有带有一个以上聚合物伞裙3的聚合物护套4，法兰2与护套4的接口部位固化成型有密封结构5，伞裙3与护套4通过整体注射工艺在绝缘管1上高温固化一次成型，护套4上的伞裙3包括与绝缘管1同轴设置的多个大伞形凸起31。

其中，所述聚合物护套4上的聚合物伞裙3的上倾角为6°～16°，下倾角为0°。进一步，参见图1，本发明中的聚合物护套4上的聚合物伞裙3包括与绝缘管1同轴设置的一个以上大伞形凸起31（彼此之间直径相等），且本发明中的大伞形凸起31的伞间距与伞伸出之比应大于0.8。

另外，参见图1，本发明中在相邻的大伞形凸起61之间还设置有小伞形凸起32，本实施例中设置在两相邻的大伞形凸起31之间设置有两个小伞形凸起32，其中，大、小伞形凸起的伞伸出之差应大于15mm。

本发明中的伞套优选采用HCEP（Hydrophobic CycloaliphaticEpoxy：憎水性脂环族环氧化合物）材料，从而使本发明的聚合物空心复合绝缘子在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时，提高了聚合物空心复合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空心复合绝缘子伞套的破坏，并且在一定范围内使复合绝缘子具有了可辅助攀踏性能，提高了施工过程中的安全系数。

图3中示出了本发明第二实施例的聚合物空心复合绝缘子。由图3可以看出，其与第一实施例的区别仅在于，两相邻的大伞形凸起31之间仅设置有一个小伞形凸起32。其余部分相同，不再赘述。

图4中示出了本发明第三实施例的聚合物空心复合绝缘子。由图4可以看出，其与第一实施例的区别仅在于，两相邻的大伞形凸起31之间没有设置小伞形凸起32。其余部分相同，不再赘述。

本发明所述的聚合物空心复合绝缘子伞套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，可以提高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，本发明优点明显。几种绝缘材料具体对比表1所示。

表1

●●●优异 ●●良好 ●好 ○○○差 ○○较差 ○一般

下面详细说明本发明所述的聚合物空心复合绝缘子的制备方法。

一种聚合物空心复合绝缘子制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）选用相应结构模具，安装于加工设备上待加工生产。

（2）将绝缘管插入到法兰的中心孔中，然后通过胶粘剂胶装为一体，得到绝缘管-法兰复合体；胶粘剂可以为水泥或者树脂等胶粘剂。

（3）步骤（2）中瓷绝缘管-法兰复合体的绝缘管表面采用偶联剂进行预处理；偶联剂可以为凯姆洛克系列607或608等偶联剂其中一种。

（4）将步骤（3）所得预处理绝缘管-法兰复合体放入到模具中的相应位置。

（5）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。

（6）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。

本发明所述的聚合物空心复合绝缘子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表2所示。

表2

温度	凝胶化时间	成型时间
			130℃	30～40min	40～50min
140℃	15～20min	25～30min
			150℃	12～15min	15～20min
160℃	8～10min	12～15min
			170℃	6～8min	10min

本发明所述的聚合物空心复合绝缘子对伞伸出、大小伞伞伸出之差以及伞间距与伞伸出之比的合理设定，达到高压复合绝缘子污闪特性最佳的效果。

本发明通过伞套材料使用憎水性脂环族环氧树脂，提高了聚合物空心复合绝缘子的抗风沙能力、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。

下面通过具体的实施例来阐述本发明的方法的实施。下面是针对制备如图2所示的聚合物空心复合绝缘子，具体方法包括：

（1）选用相应结构模具，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8°，下倾角为0°；每两个直径相等的大伞形凸起之间设置一个小伞形凸起；大伞形凸起与小伞形凸起的伞伸出之差为18mm；其中伞形凸起的伞伸出为55mm。

（2）将玻璃纤维增强树脂缠绕管插入到法兰金具的中心孔中，然后通过树脂胶粘剂胶装为一体，得到绝缘管-法兰复合体；绝缘管-法兰复合体的绝缘管表面采用经无水乙醇稀释的市售偶联剂凯姆洛克608进行预处理；将预处理绝缘管-法兰复合体放入到模具中的相应位置；

（3）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e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。

（4）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所示的聚合物空心复合绝缘子。

综上所述，本发明聚合物空心复合绝缘子耐污闪、防鸟啄、抗风沙，能得到污闪特性最佳的效果。聚合物空心复合绝缘子的聚合物伞套用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，从而使本发明所述的聚合物空心复合绝缘子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，可以防止鸟啄对复合绝缘子伞套的破坏，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。

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

1.一种聚合物空心复合绝缘子及其制备方法，该空心复合绝缘子包括一个绝缘管（1），绝缘管（1）两端通过胶粘剂（6）胶装有法兰（2），绝缘管（1）外表面覆盖有带有一个以上聚合物伞裙（3）的聚合物护套（4），法兰（2）与护套（4）的接口部位固化成型有密封结构（5），伞裙（3）与护套（4）通过整体注射或浇注工艺在绝缘管（1）上高温固化一次成型，护套（4）上的伞裙（3）包括与绝缘管（1）同轴设置的多个大伞形凸起（31）。

2.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，相邻的大伞形凸起（31）之间设置有一个以上小伞形凸起（32），小伞形凸起（32）与绝缘管（1）同轴设置。

3.根据权利要求2所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，相邻的大伞形凸起（31）之间设置有两个小伞形凸起（32）。

4.根据权利要求2所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，相邻的大伞形凸起（31）之间设置有一个小伞形凸起（32）。

5.根据权利要求3或4所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，大伞形凸起（31）与小伞形凸起（32）的伞伸出之差大于15mm。

6.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，伞形凸起的伞伸出是复合绝缘子的伞裙外沿与护套之间的径向距离，大伞形凸起（31）的伞间距与伞伸出之比大于0.8；护套（4）上的伞裙（3）的上倾角为6°～16°，下倾角为0°。

7.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，伞裙（3）与护套（4）材料采用户外型憎水性脂环族环氧树脂。

8.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，绝缘管（1）为玻璃纤维增强树脂缠绕管或瓷管。

9.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，胶粘剂（6）可以为水泥或树脂等胶粘剂。

10.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子，其特征在于，法兰（2）外形尺寸结构可依据安装使用需要进行变换。

11.一种聚合物空心复合绝缘子制备方法，该方法包括：

（2）步骤（1）中绝缘管-法兰复合体的芯棒表面采用偶联剂进行预处理；所述偶联剂为凯姆洛克系列607或608的等偶联剂其中一种；

12.根据权利要求1所述的聚合物空心复合绝缘子采用权利要求11所述的方法制备。