CN106448956A - 一种用于高压开关设备的纤维增强盆式绝缘子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，包括径向从外向内依次设置的法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体的外圆周与所述法兰的内圆周卡接，所述绝缘子本体的顶面上设有若干环形密封槽，所述环形密封槽的圆心均与所述绝缘子本体顶面的圆心重合；所述绝缘子本体的材质为纤维增强环氧树脂，所述绝缘子本体上均布有至少一个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，每个所述嵌件通孔中均设有一个金属嵌件，所述金属嵌件的外圆周壁与所述嵌件通孔的孔壁之间粘结固定。其技术效果是：其机械强度高，其绝缘子本体密度小，厚度小，抗开裂，电绝缘性能有保障。

Description

一种用于高压开关设备的纤维增强盆式绝缘子
技术领域
本发明涉及高压电气领域，尤其涉及一种用于高压开关设备的盆式绝缘子。
背景技术
盆式绝缘子是高压开关设备，尤其是SF6高压断路器中的重要绝缘件，主要起绝缘、支撑以及隔离气室的作用。传统盆式绝缘子中的绝缘子本体是由环氧树脂添加氧化铝填料后真空浇注而成，由于绝缘子本体的厚度较大，厚度一般在40mm以上，容易发生开裂现象。同时浇注件的密度约在2.2-2.4g/cm3，密度较大。盆式绝缘子中间的导体，即铝或铝合金制成的金属嵌件采用先预埋后浇注的方式固定于绝缘子本体中，容易在绝缘子本体与金属嵌件之间形成应力集中，影响盆式绝缘子的机械强度。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其厚度小，不易开裂，且机械强度高。
实现上述目的的一种技术方案是：一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，包括径向从外向内依次设置的法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体的外圆周与所述法兰的内圆周卡接，所述绝缘子本体的顶面上设有若干环形密封槽，所述环形密封槽的圆心均与所述绝缘子本体顶面的圆心重合；
所述绝缘子本体的材质为纤维增强环氧树脂，所述绝缘子本体上均布有至少一个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，每个所述嵌件通孔中均设有一个金属嵌件，所述金属嵌件的外圆周壁与所述嵌件通孔的孔壁之间粘结固定。
进一步的，所述纤维增强环氧树脂包括环氧树脂基体和纤维增强体，所述纤维增强体所采用的纤维为玻璃纤维、聚酯纤维或芳纶纤维中的一种。
再进一步的，所述纤维增强体在所述环氧树脂基体中呈环状分布或网状分布。
再进一步的，所述纤维增强环氧树脂中还含有用于增强所述环氧树脂基体与所述纤维增强体之间界面结合力的偶联剂。
进一步的，所述绝缘子本体的成型工艺为真空浸渍工艺或树脂转移模塑成型工艺或热压罐成型工艺中的任意一种。
进一步的，所述金属嵌件与所述嵌件通孔之间的粘结工艺为螺纹粘结、沟槽粘结或间隙粘结中的任意一种。
进一步的，所述嵌件通孔与所述金属嵌件之间的粘结剂为粘结强度不小于13MPa，玻璃化温度不小于110℃的环氧粘结剂。
进一步的，所述绝缘子本体上均布有三个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，三个所述嵌件通孔的圆心构成一个等边三角形，该等边三角形的重心与所述绝缘子本体顶面的圆心重合。
进一步的，所述金属嵌件是由铝或铝合金制成的。
进一步的，所述法兰是由两片半圆形的半法兰相向拼接而成的。
采用了本发明的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子的技术方案，包括径向从外向内依次设置的法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体的外圆周与所述法兰的内圆周卡接，所述绝缘子本体的顶面上设有若干环形密封槽，所述环形密封槽的圆心均与所述绝缘子本体顶面的圆心重合；所述绝缘子本体的材质为纤维增强环氧树脂，所述绝缘子本体上均布有至少一个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，每个所述嵌件通孔中均设有一个金属嵌件，所述金属嵌件的外圆周壁与所述嵌件通孔的孔壁之间粘结固定。其技术效果是：其绝缘子本体的密度小于真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体，力学强度高于真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体，厚度小于真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体因此抗开裂，抗击穿性能与真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体相当，并能解决真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体与金属嵌件之间应力集中的问题，因此机械强度高。
附图说明
图1为本发明的一种用于高压设备的盆式绝缘子的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
本发明的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，包括径向从外向内依次设置的法兰2和绝缘子本体1，绝缘子本体1的外圆周与法兰2的内圆周卡接，绝缘子本体1的顶面上设有若干环形密封槽11，环形密封槽11的圆心与绝缘子本体1顶面的圆心重合。每个环形密封槽11中布置有一个密封圈（图中未显示）。其中法兰2是由两块半圆形的半法兰相向拼接而成的。
绝缘子本体1的材质为纤维增强环氧树脂，绝缘子本体1上均布有至少一个沿绝缘子本体1的轴向贯穿绝缘子本体1的嵌件通孔12，每个嵌件通孔12中均设有一个金属嵌件3，金属嵌件3的外圆周壁与嵌件通孔12的孔壁之间粘结固定。本实施例中嵌件通孔12的数量为三个。三个嵌件通孔12的圆心构成一个等边三角形，该等边三角形的重心与绝缘子本体1顶面的圆心重合。金属嵌件3是由铝或铝合金制成的。
纤维增强环氧树脂包括环氧树脂基体和纤维增强体。本实施例中，纤维增强体所采用的纤维为芳纶纤维，当然也可采用其它纤维，如玻璃纤维或聚酯纤维等。
本实施例中，纤维增强体可以通过纤维缠绕工艺而在环氧树脂基体中呈环形分布，也可以将纤维增强体编织成网状，而使纤维增强体在环氧树脂中呈网状分布。
本实施例中，为了增强环氧树脂基体与纤维增强体之间的界面结合力，环氧树脂基体中添加了用于增强环氧树脂基体与纤维增强体之间界面结合力的偶联剂。
本实施例中，绝缘子本体1的成型工艺为真空浸渍工艺或树脂转移模塑成型工艺或热压罐成型工艺中的任意一种。
本发明的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，采用纤维增强环氧树脂的复合材料代替真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂。由于纤维增强环氧树脂的击穿强度与浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂相同，盆式绝缘子整体的电场结构设计例如爬电距离等，不需要更改。但是由于纤维增强环氧树脂的机械强度远远高于浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂，同时便于浸渍成型，因此可以极大的降低绝缘子本体1的厚度，防止其开裂。另外一方面，由于金属嵌件3是在绝缘子本体成型完成后通过粘结与绝缘子本体1固定的，绝缘子本体1与金属嵌件3之间的应力降低，保证了盆式绝缘子的机械强度。
本实施例中，金属嵌件3与嵌件通孔12之间的粘结工艺为螺纹粘结、沟槽粘结或间隙粘结中的任意一种，且嵌件通孔12与金属嵌件3之间的粘结剂为粘结强度不小于13MPa，玻璃化温度不小于110℃的环氧粘结剂，以保证盆式绝缘子的使用。
本发明的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其绝缘子本体1的抗拉强度能达到1050MPa，弯曲强度600MPa以上，而浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体，其抗拉强度约为100MPa，弯曲强度为150MPa，可见采用纤维增强环氧树脂复合材料的绝缘子本体1的力学强度远远高于真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体。另外，芳纶纤维增强环氧树脂的绝缘子本体1，其密度约为1.3g/cm3，质量仅为真空浇注成型的氧化铝粉料填充环氧树脂制成的绝缘子本体密度的60%。在电绝缘强度方面芳纶纤维增强环氧树脂的绝缘子本体1的击穿强度仍可以保持20kV/mm左右。
同时，金属嵌件3采用后粘接的方式与绝缘子本体1固定，消除了真空浇注产生的应力集中问题，极大的提高盆式绝缘子的机械强度。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，包括径向从外向内依次设置的法兰和绝缘子本体，所述绝缘子本体的外圆周与所述法兰的内圆周卡接，所述绝缘子本体的顶面上设有若干环形密封槽，所述环形密封槽的圆心均与所述绝缘子本体顶面的圆心重合；其特征在于：
所述绝缘子本体的材质为纤维增强环氧树脂，所述绝缘子本体上均布有至少一个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，每个所述嵌件通孔中均设有一个金属嵌件，所述金属嵌件的外圆周壁与所述嵌件通孔的孔壁之间粘结固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述纤维增强环氧树脂包括环氧树脂基体和纤维增强体，所述纤维增强体所采用的纤维为玻璃纤维、聚酯纤维或芳纶纤维中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述纤维增强体在所述环氧树脂基体中呈环状分布或网状分布。
4.根据权利要求2所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述纤维增强环氧树脂中还含有用于增强所述环氧树脂基体与所述纤维增强体之间界面结合力的偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述绝缘子本体的成型工艺为真空浸渍工艺、树脂转移模塑成型工艺或热压罐成型工艺中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述金属嵌件与所述嵌件通孔之间的粘结工艺为螺纹粘结、沟槽粘结或间隙粘结中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述嵌件通孔与所述金属嵌件之间的粘结剂为粘结强度不小于13MPa，玻璃化温度不小于110℃的环氧粘结剂。
8.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述绝缘子本体上均布有三个沿所述绝缘子本体的轴向贯穿所述绝缘子本体的嵌件通孔，三个所述嵌件通孔的圆心构成一个等边三角形，该等边三角形的重心与所述绝缘子本体顶面的圆心重合。
9.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述金属嵌件是由铜或铝合金制成的。
10.根据权利要求1所述的一种用于高压开关设备的盆式绝缘子，其特征在于：所述法兰是由两片半圆形的半法兰相向拼接而成的。
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