CN104752010A - 绝缘子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绝缘子及其制备方法。其中，该绝缘子包括绝缘子主体和覆盖于绝缘子主体表面上的保护层，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能，进而降低了绝缘子发生炸裂的概率，以及降低了安装在绝缘子上的导线掉落的概率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种绝缘子及其制备方法。
背景技术
随着我国直流输电工程的建设和发展，目前我国已建成多条直流输电工程。以两端直流输电系统为例，其具有两条接地极线路，以利用大地构成电流回路。目前我国已投运的直流输电工程，接地极线路绝缘子两端均并联有招弧角，招弧角是一种电力金具，其表面连接有两个相互垂直的立柱，招弧角可以在系统操作过电压或雷击过电压时发生击穿，从而防止电弧沿绝缘子表面闪络。
但是，对于现有技术中的绝缘子，接地极线路中系统操作过电压会导致其招弧角击穿放电并燃弧，从而产生短时高温热效应，短时电弧的高温导致绝缘子发生炸裂，而绝缘子炸裂会使安装在绝缘子上的导线掉落。
针对上述问题，目前的解决方案主要有以下两种：方案一是调整招弧角中两个立柱的距离，从而提高其击穿电压；方案二是采用复合绝缘子，因为复合绝缘子不易炸裂。方案一虽然能够提高招弧角间隙的击穿电压，从而降低其击穿燃弧的概率，但是同时也降低了其对绝缘子有效保护的概率，因此降低了防止电弧沿绝缘子表面闪络的保护效果；而方案二虽然使用复合绝缘子而不易炸裂，但招弧角燃弧也会对其产生烧蚀，从而大大降低了绝缘子的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种绝缘子及其制备方法，以解决现有技术中绝缘子容易发生炸裂，从而使导线掉落的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种绝缘子，该绝缘子包括绝缘子主体和覆盖于绝缘子主体表面上的保护层，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。
进一步地，气相二氧化硅的含量为原料总质量的5～25wt％，耐烧蚀复合材料的含量为原料总质量的15～45wt％。
进一步地，耐烧蚀复合材料为树脂基复合材料、碳基复合材料和陶瓷基复合材料。
进一步地，保护层的厚度为0.5～5.0mm。
进一步地，保护层的厚度为1～1.5mm。
进一步地，绝缘子主体为瓷绝缘子、玻璃绝缘子或复合绝缘子。
根据本发明的另一方面，提供了一种绝缘子的制备方法，该制备方法包括以下步骤：形成绝缘子主体；在绝缘子主体的表面上覆盖保护层，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。
进一步地，形成保护层的步骤包括：将氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料混合后进行溶解以形成熔料；对熔料进行硫化处理以及流平处理以形成涂料；通过喷涂工艺将涂料覆盖在绝缘子主体的表面上以形成保护层。
进一步地，喷涂工艺中空气压缩机的压力为0.7～0.9Mpa。
进一步地，喷涂工艺中喷枪的喷嘴距离绝缘子主体表面200～400mm。
进一步地，在绝缘子主体的表面上覆盖保护层的步骤中，喷涂工艺包括对绝缘子主体表面进行多次喷涂，且每次喷涂的厚度为0.15～0.2mm，每次喷涂的间隔时间为15～20min。
应用本发明的技术方案，本发明提供了一种包括覆盖于绝缘子主体表面上的保护层的绝缘子，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为所述原料总质量的30～80t％。由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能，进而降低了绝缘子发生炸裂的概率，以及降低了安装在绝缘子上的导线掉落的概率。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术中所介绍的，对于现有技术中的绝缘子，接地极线路中系统操作过电压会导致其招弧角击穿放电并燃弧，从而产生短时高温热效应，短时电弧的高温导致绝缘子发生炸裂，而绝缘子炸裂会使安装在绝缘子上的导线掉落。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种绝缘子，该绝缘子包括绝缘子主体和覆盖于绝缘子主体表面上的保护层，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。
由于氟硅胶具有良好的憎水性，以及优于普通硅橡胶的耐腐蚀性和耐环境老化性能，从而使绝缘子能够具有良好的耐污闪性和耐寒性；并且，由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能，进而降低了绝缘子发生炸裂的概率，以及降低了安装在绝缘子上的导线掉落的概率。
在本发明上述绝缘子中，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。低于上述氟硅胶的含量会导致保护层的粘附性及力学强度变差，从而使保护层很容易脱落；而高于上述氟硅胶的含量则会使作为原料中其它成分的气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料发挥的作用较小，从而导致保护层无法具有良好的隔热功能，进而无法有效地避免绝缘子发生炸裂。
在本发明上述绝缘子中，气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料在保护层中所占的比例可以根据实际需求进行设定，优选地，气相二氧化硅的含量为原料总质量的5～25wt％，耐烧蚀复合材料的含量为原料总质量的15～45wt％。更为优选地，气相二氧化硅的含量为原料总质量的15～25wt％，耐烧蚀复合材料的含量为原料总质量的30～45wt％。由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能。并且，上述优选的比例范围能够使绝缘子具有更高的隔热功能。
在本发明上述绝缘子中，耐烧蚀复合材料可以根据现有技术进行设定，优选地，耐烧蚀复合材料为树脂基复合材料、碳基复合材料和陶瓷基复合材料。其中，树脂基复合材料主要有玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛和碳/酚醛复合材料；碳基复合材料主要有碳/碳复合材料；陶瓷基复合材料主要有碳/石英烧蚀材料。上述烧蚀材料在高热流作用下，由于发生化学、物理状态和结构变化而吸收热量，材料在贫氧条件下热解生成的多孔碳质残留物具有良好的隔热性能，且在炽热状态时具有很高的表面红外辐射系数，可通过辐射作用将大部分热量辐射出去，从而延缓热能向内部传导，减少了具有该耐烧蚀复合材料的绝缘子在工作过程中受到的热损伤。
同时，在本发明上述绝缘子中，保护层的厚度也可以根据现有技术进行设定，优选地，保护层的厚度为0.5～5.0mm。上述优选的保护层厚度范围能够使涂附在绝缘子主体表面的保 护层牢固，且具有良好的表面强度，耐人工踩踏而无损坏。更为优选地，保护层的厚度为1～1.5mm。上述优选的保护层厚度范围能够使保护层具有更好的表面强度和牢固性。
在本发明上述绝缘子中，绝缘子主体的种类可以根据实际需求进行设定，优选地，绝缘子主体为瓷绝缘子、玻璃绝缘子或复合绝缘子。其中，复合绝缘子是由玻璃纤维树脂芯棒组成的绝缘子，与瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比具有较高的耐高温性。
根据本发明的另一方面，提供了一种绝缘子的制备方法。该制备方法包括以下步骤：形成绝缘子主体；在绝缘子主体的表面上覆盖保护层，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。
由于上述制备方法中保护层是通过氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料形成的，其中，氟硅胶具有良好的憎水性，以及优于普通硅橡胶的耐腐蚀性和耐环境老化性能，从而使形成的绝缘子具有良好的耐污闪性和耐寒性；并且，气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能，进而降低了绝缘子发生炸裂的概率，以及降低了安装在绝缘子上的导线掉落的概率。
下面将更详细地描述根据本发明提供的绝缘子的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，形成绝缘子主体。其中，绝缘子主体的种类可以根据实际需求进行设定，优选地，绝缘子主体为瓷绝缘子、玻璃绝缘子或复合绝缘子。其中，复合绝缘子是由玻璃纤维树脂芯棒组成的绝缘子，与瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比具有较高的耐高温性。本领域的技术人员可以根据实际工艺需求选择合适的绝缘子主体的制备工艺及其参数。
完成形成绝缘子主体的步骤之后，在绝缘子主体的表面上覆盖保护层，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能。优选地，气相二氧化硅的含量为原料总质量的5～25wt％，耐烧蚀复合材料的含量为原料总质量的15～45wt％。更为优选地，气相二氧化硅的含量为原料总质量的15～25wt％，耐烧蚀复合材料的含量为原料总质量的30～45wt％。上述优选的比例范围能够使绝缘子具有更高的隔热功能。
形成该保护层的方法有很多种，在一种优选的实施方式中，形成保护层的步骤包括：将氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料混合后进行溶解以形成熔料；对熔料进行硫化处理以及流平处理以形成涂料；通过喷涂工艺将涂料覆盖在绝缘子主体的表面上以形成保护层。通过硫化处理过的氟硅胶能够起到防潮、防腐、防震等保护作用，并且能够提高氟硅胶的性 能和稳定参数。优选地，硫化处理的表干时间小于45min，表干温度为23～27℃，且硫化处理的固化时间不大于72h，固化温度为23～27℃。并且，通过流平处理使涂料在干燥成膜过程中能够形成一个平整、光滑、均匀的涂膜(即保护层)。需要注意的是，形成该保护层的工艺并不仅限于上述优选实施方式。例如，形成该保护层还可以采用刷涂工艺。
在上述优选的实施方式中，本领域的技术人员可以根据实际工艺需求设定合适的喷涂工艺参数，启动空气压缩机并待压力稳定后进行喷涂，优选地，喷涂工艺中空气压缩机的压力为0.7～0.9Mpa；喷枪应自上而下逐片喷涂绝缘子主体，并且喷枪移动速度应缓慢均匀，气流轴心线与被喷涂表面应保持基本垂直，使喷射覆盖面对向绝缘子主体，减少损耗，优选地，喷涂工艺中喷枪的喷嘴距离绝缘子主体表面200～400mm。并且，喷涂工艺可以包括对绝缘子主体表面进行多次喷涂，且每次喷涂的厚度为0.15～0.2mm，每次喷涂的间隔时间为15～20min。上述优选的参数范围能够使形成的保护层更为均匀、光滑，且不容易发生堆积、流淌、气泡、拉丝和缺损的现象。
在一种优选的实施方式中，在绝缘子主体的表面上覆盖保护层的步骤之前，对绝缘子主体的表面进行清扫，且使绝缘子主体的表面处于干燥状态。一般情况下，可采用清洁布或清洁布蘸水清除绝缘子主体表面的污染物，且应从绝缘子主体上端向下端擦拭。在对绝缘子主体的表面进行清扫的步骤中，严禁使用可能对瓷釉及玻璃表面造成损伤的清洗工具及清洗剂清除绝缘子主体绝缘表面的污染物。
本发明还利用上述绝缘子的制备工艺制备绝缘子，并对该绝缘子进行性能测试。对该绝缘子进行耐腐蚀性测试，实验结果表明该绝缘子在酸、碱、盐和变压器油介质下，绝缘子的保护层没有起皱、脱落或起泡等现象；对该绝缘子进行GB/T1411小电流电弧放电试验，实验结果表明该绝缘子的耐电弧烧蚀时间为200s；并且，对该绝缘子进行耐低温性测试，实验结果表明该绝缘子在温度为-60℃的环境中放置100h后，其硬度的变化率为3％。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供了一种包括覆盖于绝缘子主体表面上的保护层的绝缘子，其中，形成保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，氟硅胶的含量为原料总质量的30～80wt％。由于氟硅胶具有良好的憎水性，以及优于普通硅橡胶的耐腐蚀性和耐环境老化性能，从而使绝缘子能够具有良好的耐污闪性和耐寒性；并且，由于气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料具有耐高温、高热阻、高绝缘性以及与氟硅胶亲和性良好的性质，并且能够自身储存热量或进行热转化，从而使绝缘子能够具有良好的隔热功能，进而降低了绝缘子发生炸裂的概率，以及降低了安装在绝缘子上的导线掉落的概率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种绝缘子，其特征在于，包括绝缘子主体和覆盖于所述绝缘子主体表面上的保护层，其中，形成所述保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，所述氟硅胶的含量为所述原料总质量的30～80wt％。
2.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述气相二氧化硅的含量为所述原料总质量的5～25wt％，所述耐烧蚀复合材料的含量为所述原料总质量的15～45wt％。
3.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述耐烧蚀复合材料为树脂基复合材料、碳基复合材料和陶瓷基复合材料。
4.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述保护层的厚度为0.5～5.0mm。
5.根据权利要求4所述的绝缘子，其特征在于，所述保护层的厚度为1～1.5mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘子，其特征在于，所述绝缘子主体为瓷绝缘子、玻璃绝缘子或复合绝缘子。
7.一种绝缘子的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
形成绝缘子主体；
在所述绝缘子主体的表面上覆盖保护层，其中，形成所述保护层的原料包括氟硅胶、气相二氧化硅和耐烧蚀复合材料，所述氟硅胶的含量为所述原料总质量的30～80wt％。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：
将所述氟硅胶、所述气相二氧化硅和所述耐烧蚀复合材料混合后进行溶解以形成熔料；
对所述熔料进行硫化处理以及流平处理以形成涂料；以及
通过喷涂工艺将所述涂料覆盖在所述绝缘子主体的表面上以形成所述保护层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂工艺中空气压缩机的压力为0.7～0.9Mpa。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂工艺中喷枪的喷嘴距离所述绝缘子主体表面200～400mm。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述绝缘子主体的表面上覆盖所述保护层的步骤中，所述喷涂工艺包括对所述绝缘子主体表面进行多次喷涂，且每次喷涂的厚度为0.15～0.2mm，每次喷涂的间隔时间为15～20min。
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| CN201410832173.XA CN104752010A (zh) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 绝缘子及其制备方法 |
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| CN201410832173.XA CN104752010A (zh) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 绝缘子及其制备方法 |
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|---|---|
| CN104752010A true CN104752010A (zh) | 2015-07-01 |
Family
ID=53591549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410832173.XA Pending CN104752010A (zh) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 绝缘子及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107573527A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-12 | 芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司 | 一种硅橡胶复合绝缘子制作方法 |
| CN108627010A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 秦文隆 | 气密式连续热压成型装置的加热组件 |
| CN108766687A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-06 | 河北康奥电力汽配有限公司 | 一种复合材料系支柱硅胶复合绝缘子的制备方法 |
-
2014
- 2014-12-26 CN CN201410832173.XA patent/CN104752010A/zh active Pending
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