CN107086093B - 绝缘子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘子，包括：由环氧玻璃纤维制成的缠绕管；硅橡胶伞裙，形成在所述缠绕管的外表面上；和内衬管，设置在所述缠绕管的内表面上，其中，所述内衬管由多圈含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧的上表面与所述第一侧相对的第二侧的下表面通过螺旋缠绕搭接形成。由于内衬管由含氟聚合物带通过螺旋缠绕搭接形成，无需对接缝处作机械加工，使得最终内衬各处厚度均一，而且无需对含氟聚合物带的表面进行处理，可以避免由于粘接含氟聚合物带的表面处理所导致的电气性能下降。

Description

绝缘子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种绝缘子以及制造该绝缘子的方法。
背景技术
复合空心绝缘子在高压输变电领域有着广泛的应用，如应用于断路器、互感器、开关设备、变压器设备等。该空心绝缘子一般包括由浸渍了环氧树脂的玻璃纤维制成的缠绕管和设置在缠绕管的外部的硅橡胶伞裙。
在某些应用中，例如，在将绝缘子应用在断路器上时，缠绕管内部装有断路器并充有SF6气体。某些情况下，断路器在开断时会出现电弧等现象，产生的高温直接作用于由环氧树脂制成的缠绕管的内壁，或者是电弧产生的等离子体以及造成的断路器内的SF6分解产生的腐蚀性气体冲击到裸露的缠绕管的内壁。用于环氧树脂(例如，聚环氧乙烷)的耐电弧能力有限(耐电弧能力通常为80-130s)，因此，缠绕管有时会被电弧烧蚀。另外，环氧树脂本身耐高温烧蚀和耐腐蚀能力也有限，因此会出现严重的表面烧蚀漏电的状况。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
本发明的一个目的在于提供一种绝缘子以及该绝缘子的制造方法，可以避免由于粘接含氟聚合物带的表面处理所导致的电气性能下降。
根据本发明的一个方面，提供一种绝缘子，包括：由环氧玻璃纤维制成的缠绕管；硅橡胶伞裙，形成在所述缠绕管的外表面上；和内衬管，设置在所述缠绕管的内表面上，其中，所述内衬管由多圈含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧的上表面与所述第一侧相对的第二侧的下表面通过螺旋缠绕搭接形成。
根据本发明的一个实施例的绝缘子，所述含氟聚合物带由不熔的聚四氟乙烯(PTFE)；可熔性的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)；可熔性的全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)；可熔性的乙烯四氟乙烯共聚物 (ETFE)；可熔性的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯共聚物(THV)；以及可熔性的六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物(THE)中的至少一种材料制成。
根据本发明的一个实施例的绝缘子，在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带通过凹凸配合的自锁结构搭接而成。
根据本发明的一个实施例的绝缘子，其中，所述自锁结构包括：
第一搭接结构，位于含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧，并包括：
第一凸缘，在所述含氟聚合物带的第一侧从下表面向上延伸；以及
第一凹槽部，从所述第一凸缘的内侧向下延伸；和
第二搭接结构，位于含氟聚合物带的宽度方向上的第二侧，并包括：
第二凸缘，在所述含氟聚合物带的第二侧从上表面向下延伸，所述第二凸缘的形状被构造成与所述第一凹槽部的形状匹配；以及
第二凹槽部，在所述第二凸缘的内侧向上延伸，所述第二凹槽部的形状被构造成与所述第一凸缘的形状匹配，使得含氟聚合物带中的所述相邻的两圈含氟聚合物带通过所述第一和第二搭接结构相互搭接一起。
根据本发明的一个实施例的绝缘子，在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带在搭接的部位通过热压焊、超声波焊或者激光焊的方式被焊接在一起。
根据本发明的一个实施例的绝缘子，还包括：一对连接法兰，分别安装在所述缠绕管的两端上，适于连接至电气设备的壳体上；一对密封端盖，分别安装在所述缠绕管的两个端口上；和绝缘气体或绝缘液体，填充在所述缠绕管中。
根据本发明另一方面的实施例，提供一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：
在第一芯柱上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带，以形成内衬管；
在第二芯柱上缠绕玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管；
在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙；
加热缠绕管，使缠绕管的内径扩大；以及
将内衬管插入到内径扩大的所述缠绕管中，使得冷却的内衬管的含氟聚合物带固定在所述缠绕管的内表面上。
在根据本发明的一种实施例的方法，在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙的步骤包括：
在缠绕管外表面涂覆粘合剂(例如，采用有机硅底涂)；
将具有通孔的模具扣合到所述缠绕管的外部；
向模具的通孔中注射硅橡胶材料；
使硅橡胶材料固化并通过所述粘合剂粘结到所述缠绕管的外壁面，以形成硅橡胶伞裙；以及
拆除所述模具。
根据本发明另一方面的实施例，提供一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：
在第一芯柱上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带以形成内衬管；
在所述内衬管上缠绕玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管；
在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙；
抽出第一芯柱，使得冷却内衬管的含氟聚合物带固定在所述缠绕管的内表面上；以及
在所述缠绕管的两端分别安装一个适于连接至电气设备的壳体上的连接法兰。
在根据本发明的前述各个实施例中，由于内衬管由含氟聚合物带通过螺旋缠绕搭接形成，无需对接缝处作机械加工，使得最终内衬各处厚度均一，而且无需对含氟聚合物带的表面进行处理，可以避免由于粘接含氟聚合物带的表面处理所导致的电气性能下降。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一种实例性的实施例的绝缘子的轴向剖视图；
图2显示图1所示的绝缘子的放大的径向剖视图；
图3显示根据本发明的第一种实施例在第一芯柱上缠绕含氟聚合物带形成内衬管的原理示意图；
图4显示根据本发明的第一种实施例的内衬管的立体示意图；
图5显示根据本发明的第二种实施例的用于形成内衬管的含氟聚合物带的截面示意图；
图6显示利用图5所示的含氟聚合物带形成的内衬管的平面示意图；
图7显示图6所示的内衬管中相邻的含氟聚合物带彼此配合的放大示意图；
图8显示根据本发明的一种示例性实施例利用图5所示的含氟聚合物带制作内衬管的操作示意图；
图9显示根据本发明的一种实施例在第二芯柱上缠绕玻璃纤维形成缠绕管的原理示意图；
图10显示根据本发明的一种实施例在缠绕管上形成伞裙的原理剖视图；
图11显示将内衬管插入缠绕管中的示意图，其中，内衬管未完全插入缠绕管中；
图12显示将内衬管插入缠绕管中的示意图，其中，内衬管已完全插入缠绕管中；以及
图13显示根据本发明的又一实施例的在内衬管上直接形成缠绕管的原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种包括：由环氧玻璃纤维制成的缠绕管；硅橡胶伞裙，形成在所述缠绕管的外表面上；和内衬管，设置在所述缠绕管的内表面上。所述内衬管由多圈含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧的上表面与所述第一侧相对的第二侧的下表面通过螺旋缠绕搭接形成。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的绝缘子的示意图；图2 显示图1所示的绝缘子的放大的径向剖视图。如图1和2所示，该绝缘子主要包括缠绕管100、硅橡胶伞裙200和内衬管300。硅橡胶伞裙200形成在缠绕管100的外表面上。内衬管300设置在缠绕管100的内表面上。在本发明的一个实例性的实施例中，内衬管300由多圈含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧的上表面与所述第一侧相对的第二侧的下表面通过螺旋缠绕搭接形成。也就是说，在内衬管300的轴向方向上的两个相邻的含氟聚合物带中，一个含氟聚合物带的下表面与另一个含氟聚合物带的上表面部分地叠置。
如图1所示，在图示的实施例中，该绝缘子还可以包括一对连接法兰 400。这对连接法兰400分别安装在缠绕管100的两端上，适于连接至电气设备(未图示)的壳体上。在本发明的一个实施例中，该连接法兰400 可以由金属制成。该绝缘子还可以包括一对密封端盖500。这对密封端盖 500分别安装在缠绕管100的两个端口上。
尽管未图示，在本发明的一个实施例中，在连接法兰400连接至电气设备的壳体上之后，可以在缠绕管100中填充绝缘气体或绝缘液体，例如，可以在缠绕管100中填充SF6气体，以进一步提高绝缘子的绝缘可靠性。
在本发明的一个实施例中，所述含氟聚合物带由不熔的聚四氟乙烯 (PTFE)；可熔性的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)；可熔性的全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)；可熔性的乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)；可熔性的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯共聚物(THV)；以及可熔性的六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物(HTE)中的至少一种材料制成。由于这些含氟聚合物材料具有优异的耐电弧(如聚四氟乙烯，其耐电弧能力可达300s)、耐热和耐烧性能，远远高于普通的环氧树脂(例如，聚环氧乙烷)，从而提高了整个绝缘子的耐电弧能力，而且含氟聚合物能够抵抗SF6气体分解产物的腐蚀。
根据本发明的绝缘子，由于内衬管300由含氟聚合物带通过螺旋缠绕搭接形成，无需对接缝处作机械加工，使得最终内衬各处厚度均一，而且无需对含氟聚合物带的表面进行处理(例如在含氟聚合物带的表面钠化处理)，可以避免粘接含氟聚合物带的表面处理所导致的电气性能下降。
一般地，如果在含氟聚合物带的表面涂覆粘合剂，由于例如聚四氟乙烯之类的含氟聚合物带的表面能低，且没有活性基团，未经处理的聚四氟乙烯是无法通过环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚酰亚胺胶黏剂粘接的。只有经过表面处理后的聚四氟乙烯才可由以上胶黏剂粘接，但表面处理改变了聚四氟乙烯表面C原子与F原子的比例，C原子比例大为增加，导致表面电阻急剧下降，破坏复合空心绝缘子电气性能。
图3显示根据本发明的第一种实施例在第一芯柱600上缠绕含氟聚合物带形成内衬管31的原理示意图；图4显示根据本发明的第一种实施例的内衬管31的立体示意图。
如图3和4所示，在内衬管的第一种示例性实施例中，内衬管31是通过在第一芯柱600上多次螺旋缠绕搭接含氟聚合物带而形成的。内衬管 31包括多层缠绕成管状的含氟聚合物带311、312和313，并且相邻两层含氟聚合物带311、312、313的缠绕方向不同，每层所述含氟聚合物带的厚度为0.04-0.4毫米。在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带在搭接的部位通过热压焊、超声波焊或者激光焊的方式被焊接在一起。
在一种实施例中，如图3所示，在径向方向上相邻的两层含氟聚合物带以彼此相反的方向螺旋缠绕。例如，第一含氟聚合物带311以顺时针方向缠绕，缠绕在第一含氟聚合物带311外部的第二含氟聚合物带312以逆时针方向缠绕，而缠绕在第二含氟聚合物带312外部的第三含氟聚合物带 313以顺时针方向缠绕，这样可以提高内衬管的强度。
在一种实施例中，所述含氟聚合物带由不溶不熔的聚四氟乙烯(PTFE) 制成，厚度大约为0.1毫米，同一层中相邻的含氟聚合物带搭接大约二分之一的宽度，内衬管的厚度大约为3.0毫米。这样，可以在第一芯柱600 上缠绕15次，以一定压力和温度对第一芯柱600上的含氟聚合物带的搭接部位进行热压焊、热超声焊或者热激光焊，之后，脱去第一芯柱600，切除内衬管31两头厚度不均匀的部分，得到图4所示的厚度均匀的、且厚度大约为3.0毫米的内衬管31。
在另一种实施例中，所述含氟聚合物带由可熔性全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP)制成，厚度大约为0.05毫米，同一层中相邻的含氟聚合物带搭接大约三分之二的宽度，内衬管的厚度大约为3.0毫米。这样，可以在第一芯柱600上缠绕20次，以一定压力和温度对第一芯柱600上的含氟聚合物带的搭接部位进行热压焊、热超声焊或者热激光焊，之后，脱去第一芯柱600，切除内衬管两头厚度不均匀的部分，得到厚度均匀的、且厚度大约为3.0毫米的内衬管。
图5显示根据本发明的第二种实施例的用于形成内衬管32的含氟聚合物带321的截面示意图；图6显示利用图5所示的含氟聚合物带321形成的内衬管32的平面示意图；图7显示图6所示的内衬管中相邻的含氟聚合物带彼此配合的放大示意图。
如图5-7所示，在内衬管的第二种示例性实施例中，在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带321通过凹凸配合的自锁结构搭接而成。自锁结构包括位于含氟聚合物带321的宽度方向上的第一侧(图5中的左侧)的第一搭接结构；以及位于含氟聚合物带321的宽度方向上的第二侧(图5 中的右侧)的第二搭接结构，使得相邻的两个含氟聚合物带322和 323通过所述第一搭接结构和第二搭接结构彼此结合在一起。
更具体地，所述第一搭接结构包括：在所述含氟聚合物带321 的第一侧从下表面向上延伸的第一凸缘324；以及从所述第一凸缘324的内侧向下延伸的第一凹槽部325。所述第二搭接结构包括：在所述含氟聚合物带321的第二侧从上表面向下延伸的第二凸缘326；以及在所述第二凸缘326的内侧向上延伸的第二凹槽部327。所述第二凸缘326的形状被构造成与所述第一凹槽部325 的形状匹配，所述第二凹槽部327的形状被构造成与所述第一凸缘324的形状匹配。这样，如图7所示，当缠绕含氟聚合物带321 形成内衬管32时，一个含氟聚合物带322的第一搭接结构或第二搭接结构与相邻含氟聚合物带323的第二搭接结构或第一搭接结构通过扣接的方式彼此固定，从而使得含氟聚合物带321中相邻的含氟聚合物带322和323牢固地固定在一起。
如图7所示，第一搭接结构的第一凹槽部325的最小厚度H3 与第二搭接结构的第二凸缘326的最大厚度H2的和大致等于含氟聚合物带的最大厚度H1。这样，可以使得相邻含氟聚合物带结合处的厚度与含氟聚合物带其它部分的厚度相同，从而稳定地保持在缠绕管100内部。
在一种实施例中，如图5所示，在含氟聚合物带321的宽度方向上，第一凹槽部325的入口处的宽度W2稍微小于第二凸缘 326的末端处的宽度W4，第二凹槽部327的入口处的宽度W3稍微小于第一凸缘324的末端处的宽度W1。也就是说，第一凹槽部 325和第二凸缘326的横截面具有大致互补的锥形形状，第二凹槽部327和第一凸缘324的横截面具有大致互补的锥形形状。这样，能够较为牢固地将凸缘保持在相应的凹槽部中。当相邻的含氟聚合物带在扣接之后，所述第一和第二凸缘之间在含氟聚合物带宽度方向有相反的作用力，从而使所述含氟聚合物带自锁。
在一种实施例中，如图5所示，所述第一凸缘324和所述第二凸缘326中的至少一个凸缘的外侧表面在所述含氟聚合物带 321的厚度方向上从所述至少一个凸缘的基部到末端向内倾斜，使得当相邻的含氟聚合物带在扣接之后，所述外侧表面与所述第一凹槽部325和/或第二凹槽部327的内侧之间存在间隙G。详细而言，第二凸缘326的外侧表面在含氟聚合物带321的厚度方向上从凸缘的基部(即凸缘与含氟聚合物带321连接的部分)到末端(自由端)向内倾斜。也就是说，第二凸缘326的外侧表面与含氟聚合物带321的上下表面的法线具有角度d。因此，如果第一芯柱600的直径是变化的，相邻的两条含氟聚合物带在直径变化的部位在径向方向上向内或者向外将产生一定量的弯曲，用于第二凸缘326的外侧表面与所述第一凹槽部325的内侧之间存在间隙G，第二凸缘326的倾斜的外表面将使得第二凸缘326能够在第一搭接结构的凹槽部325内产生一定角度的偏转，使得第一搭接结构和第二搭接结构不会由于弯曲而彼此脱离，从而保持第一搭接结构和第二搭接结构之间的牢固结合。采用具有这种构造的含氟聚合物带，可以制作具有变直径的绝缘子。
在一种可替换的实施例中，所述第一凸缘和所述第二凸缘的外侧表面与所述含氟聚合物带的上表面或者下表面垂直。
在通过结合部使得相邻的含氟聚合物带结合的情况下，含氟聚合物带 321的厚度大约为3.0毫米。这样，只需一层含氟聚合物带就可以形成内衬管。
第二实施例的内衬管中，在利用含氟聚合物带制作的带自锁结构(卡扣)的条索，沿管子轴向缠绕而成，可视具体情况选择热压、超声或者激光焊接或不作焊接。无需对含氟聚合物带的表面进行处理，避免了内衬管的电气性能下降。
如图1所示，根据本发明实施例的绝缘子还包括：一对连接法兰400，分别安装在所述缠绕管100的两端上，适于连接至电气设备的壳体上；一对密封端盖500，分别安装在所述缠绕管100的两个端口上；和绝缘气体或绝缘液体，填充在所述缠绕管100中。
根据本发明另一方面的发明构思，提供一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：在第一芯柱上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带，以形成内衬管；在第二芯柱上缠绕玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管；在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙；加热缠绕管，使缠绕管的内径扩大；将内衬管插入到内径扩大的所述缠绕管中；以及对所述缠绕管进行冷却，使得内衬管被固定在所述缠绕管的内表面上。
根据本发明一种示例性实施例，制造绝缘子的方法，首先，如图3所示，在第一芯柱600上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带311、312和313，以形成内衬管300；如图9所示，在第二芯柱700上以一预定的角度缠环氧绕浸渍的无碱玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管100；在所述缠绕管100的外表面上注射成型硅橡胶伞裙200；加热缠绕管100，使缠绕管100的内径扩大；将内衬管300插入到内径扩大的所述缠绕管 100中，对所述缠绕管100进行冷却，使得冷却的内衬管100的含氟聚合物带利用其自身的弹性恢复力被固定在所述缠绕管100的内表面上；最后，在所述缠绕管100的两端分别安装一个适于连接至电气设备(未示出) 的壳体上的连接法兰400，从而得到图1所示的绝缘子。
在该实施例中，在缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙之后才在缠绕管的内表面上设置内衬管，因此，在注射成型硅橡胶伞裙时，不会受到内衬管的影响，提高了硅橡胶伞裙的成型质量。
在一种实施例中，如图3所示，在第一芯柱600上螺旋缠绕含氟聚合物带以形成内衬管的布置包括：在第一芯柱600上螺旋缠绕多层含氟聚合物带311、312和313，每层所述含氟聚合物带的厚度为0.04-0.4毫米。也就是说，如图4所示的内衬管31是通过在第一芯柱600上多次螺旋缠绕搭接含氟聚合物带而形成的。相邻的两层含氟聚合物带以彼此相反的方向螺旋缠绕，使得内衬管31可以可靠地保持在缠绕管100的内表面上。
在一种实施例中，所述含氟聚合物带由不溶不熔的聚四氟乙烯(PTFE) 制成，厚度大约为0.1毫米，同一层中相邻的含氟聚合物带搭接大约二分之一的宽度，内衬管的厚度大约为3.0毫米。这样，可以在第一芯柱600 上缠绕15次，以一定压力和温度对第一芯柱600上的含氟聚合物带进行热压焊、热超声焊或者热激光焊，之后，脱去第一芯柱600，切除内衬管31两头厚度不均匀的部分，得到图4所示的厚度均匀的、且厚度大约为 3.0毫米的内衬管31。
在另一种实施例中，所述含氟聚合物带由可熔性全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP)制成，厚度大约为0.05毫米，同一层中相邻的含氟聚合物带搭接大约三分之二的宽度，内衬管的厚度大约为3.0毫米。这样，可以在第一芯柱600上缠绕20次，以一定压力和温度对第一芯柱600上的含氟聚合物带进行热压焊、热超声焊或者热激光焊，之后，脱去第一芯柱600，切除内衬管两头厚度不均匀的部分，得到厚度均匀的、且厚度大约为3.0毫米的内衬管。
根据本发明的一种实施例，在第一芯柱600上螺旋缠绕含氟聚合物带以形成内衬管的步骤还包括：在第一芯柱600上螺旋缠绕多层含氟聚合物带之后，对多层含氟聚合物带进行热压焊、热激光焊或热超声焊，抽出第一芯柱，切除内衬管两端厚度不均匀的部分，从而得到厚度均匀的、且厚度大约为3.0毫米的如图4所示的内衬管31。
根据本发明的一种实施例，参见图10，在所述缠绕管100的外表面上注射成型硅橡胶伞裙200的布置包括：在缠绕管100外表面涂覆粘合剂 (例如，采用有机硅底涂)；将具有通孔的模具(未示出)扣合到所述缠绕管100的外部；向模具的通孔中注射硅橡胶材料；使硅橡胶材料固化并通过所述粘合剂粘结到所述缠绕管100的外壁面，以形成硅橡胶伞裙200；以及拆除所述模具。模具可以设置成包括两个可拆卸半模，以便于从所形成的硅橡胶伞裙200上拆卸。
在一种实施例中，如图8所示，在第一芯柱600上螺旋缠绕含氟聚合物带以形成内衬管的布置包括：提供一个第一芯柱600；提供一个与第一芯柱的形状匹配的压紧圆柱800；旋转所述第一芯柱600，以将所述含氟聚合物带321从第一芯柱600的一端朝向另一端缠绕在所述第一芯柱600上，同时使所述压紧圆柱800靠近所述第一芯柱600，以将所述含氟聚合物带321的第一搭接结构与相邻含氟聚合物带的第二搭接结构结合，使所述含氟聚合物带与相邻含氟聚合物带通过扣接的方式彼此固定，以形成如图6所示的内衬管32；在缠绕结束后，从第一芯柱600上脱下内衬管32。例如，含氟聚合物带321由可熔性的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA) 或可熔性的全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)制成。
本领域的技术人员可以理解，无论采用顺时针还是采用逆时针缠绕含氟聚合物带321，对于位于含氟聚合物带321的同一横截面上的第一搭接结构和第二搭接结构，应使凹槽部(例如第一凹槽部325)开口向上的结合部(例如第一搭接结构)位于缠绕方向的下游，而凹槽部(例如第二凹槽部327)开口向下的另一结合部(第二搭接结构)位于缠绕方向的上游，这样在利用压紧圆柱800压紧已缠绕在第一芯柱600上的含氟聚合物带321时，两个结合部可以顺利地实现相互结合。
根据本发明的制备内衬管的方法，在压紧含氟聚合物带321 的同时，使用热风加热、超声加热、或激光加热的方式的使相邻含氟聚合物带的边缘彼此至少部分地热熔接。在完成整个内衬管 32的缠绕、熔接、冷却后，脱去第一芯柱600得到厚度均匀的、且厚度大约为3.0毫米的如图6所示的内衬管32。进一步地，第一芯柱600 和压紧圆柱800可以是实心的或者中空的。
根据本发明另一方面的实施例，如图13所示，提供一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：在第一芯柱600上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带以形成内衬管300；在所述内衬管300上缠绕环氧浸渍了的无碱玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管100；在所述缠绕管300的外表面上注射成型硅橡胶伞裙200；抽出第一 芯柱600，切除内衬管300以及在所述缠绕管100两头厚度不均匀的部分，得到的厚度均匀的一体式内衬管及缠绕管。在内衬管及缠绕管100两端分别安装一个适于连接至电气设备(未示出)的壳体上的连接法兰400，从而得到图1所示的绝缘子。在该实施例中，在所形成的内衬管300上直接形成缠绕管100，并在在环氧缠绕管 100固化成型之后移除内衬管300中的第一 芯柱600，这样，不需要加热张开缠绕管的步骤，简化了制作绝缘子的操作过程。
此外，在本发明的前述各个实施例中，由于内衬管由含氟聚合物带通过螺旋缠绕搭接形成，无需对接缝处作机械加工，使得最终内衬各处厚度均一，而且无需对含氟聚合物带的表面进行处理，可以避免由于粘接含氟聚合物带的表面处理所导致的电气性能下降。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (10)

1.一种绝缘子，包括：
由环氧玻璃纤维制成的缠绕管；
硅橡胶伞裙，形成在所述缠绕管的外表面上；和
内衬管，设置在所述缠绕管的内表面上，
其中，所述内衬管由多圈含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧的上表面与所述第一侧相对的第二侧的下表面通过螺旋缠绕搭接形成。
2.根据权利要求1所述的绝缘子，其中，所述含氟聚合物带由不熔的聚四氟乙烯；可熔性的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物；可熔性的全氟乙烯丙烯共聚物；可熔性的乙烯四氟乙烯共聚物；可熔性的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯共聚物；以及可熔性的六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物中的至少一种材料制成。
3.根据权利要求2所述的绝缘子，其中，在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带通过凹凸配合的自锁结构搭接而成。
4.根据权利要求3所述的绝缘子，其中，
所述自锁结构包括：
第一搭接结构，位于含氟聚合物带的宽度方向上的第一侧，并包括：
第一凸缘，在所述含氟聚合物带的第一侧从下表面向上延伸；以及
第一凹槽部，从所述第一凸缘的内侧向下延伸；和
第二搭接结构，位于含氟聚合物带的宽度方向上的第二侧，并包括：
第二凸缘，在所述含氟聚合物带的第二侧从上表面向下延伸，所述第二凸缘的形状被构造成与所述第一凹槽部的形状匹配；以及
第二凹槽部，在所述第二凸缘的内侧向上延伸，所述第二凹槽部的形状被构造成与所述第一凸缘的形状匹配，使得含氟聚合物带中的所述相邻的两圈含氟聚合物带通过所述第一和第二搭接结构相互搭接一起。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的绝缘子，其中，在轴向方向上相邻的两圈含氟聚合物带在搭接的部位通过热压焊、超声波焊或者激光焊的方式被焊接在一起。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的绝缘子，还包括：
一对连接法兰，分别安装在所述缠绕管的两端上，适于连接至电气设备的壳体上；
一对密封端盖，分别安装在所述缠绕管的两个端口上；和
绝缘气体或绝缘液体，填充在所述缠绕管中。
7.一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：
在第一芯柱上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带，以形成内衬管；
在第二芯柱上缠绕玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管；
在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙；
加热缠绕管，使缠绕管的内径扩大；以及
将内衬管插入到内径扩大的所述缠绕管中，使得冷却的内衬管的含氟聚合物带固定在所述缠绕管的内表面上。
8.根据权利要求7中所述的方法，其中，在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙的步骤包括：
在缠绕管外表面涂覆粘合剂；
将具有通孔的模具扣合到所述缠绕管的外部；
向模具的通孔中注射硅橡胶材料；
使硅橡胶材料固化并通过所述粘合剂粘结到所述缠绕管的外壁面，以形成硅橡胶伞裙；以及
拆除所述模具。
9.一种制造绝缘子的方法，包括以下步骤：
在第一芯柱上螺旋缠绕搭接含氟聚合物带以形成内衬管；
在所述内衬管上缠绕玻璃纤维，并加热使玻璃纤维固化，以形成缠绕管；
在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙；
抽出第一芯柱，使得冷却内衬管的含氟聚合物带固定在所述缠绕管的内表面上；以及
在所述缠绕管的两端分别安装一个适于连接至电气设备的壳体上的连接法兰。
10.根据权利要求9中所述的方法，其中，在所述缠绕管的外表面上注射成型硅橡胶伞裙的步骤包括：
在缠绕管外表面涂覆粘合剂；
将具有通孔的模具扣合到所述缠绕管的外部；
向模具的通孔中注射硅橡胶材料；
使硅橡胶材料固化并通过所述粘合剂粘结到所述缠绕管的外壁面，以形成硅橡胶伞裙；以及
拆除所述模具。
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