CN107658080A - 一种长棒形瓷复合绝缘子及其制作方法 - Google Patents

一种长棒形瓷复合绝缘子及其制作方法 Download PDF

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韩晓春
杨志峰
张志刚
王士维
王根水
谢从珍
刘少华
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Abstract

本发明公开了一种长棒形瓷复合绝缘子，包括瓷棒绝缘子本体，在本体外设有外绝缘伞裙护套，在本体的两端部分别胶装有球窝型金具附件，每个球窝型金具附件的出口端的端部呈圆弧形结构并且在该端部的外面设有矩形槽;矩形槽方向与水平方向呈0~60°;球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为0~7°。本发明采用特定的附件结构，提高伞裙与附件的结合力；绝缘子外缘采用氟硅橡胶伞裙，提高其耐污性能；铅锑合金胶装，提高了产品的机械强度。采用偶联剂，提高伞裙与瓷芯棒的粘结强度；一次硫化成型工艺保证了氟硅橡胶的致密性以及较高的强度。

Description

一种长棒形瓷复合绝缘子及其制作方法
技术领域
本发明涉及特高压输电线路用长棒形瓷复合绝缘子，主要发明一种机械、电气性能优异的长棒形瓷复合绝缘子及其制备方法。
背景技术
近年来，我国电力建设输电工程，交、直流特高压输电技术迅猛发展，但同时大气污染日益严重，线路污闪时有发生，对绝缘子电气特性提出了更高的要求。
长棒形瓷绝缘子自身具有不可击穿性，但是自洁耐污性能以及直流条件下耐腐蚀性能差。因此，长棒形瓷复合绝缘子优良的技术特性越来越被广泛认知和认可，市场需求量逐年快速增加。
发明内容
为了克服现有克服瓷绝缘子和复合绝缘子的缺陷和弊端，本发明的目的在于提供一种长棒形瓷复合绝缘子及其制作方法，该长棒形瓷复合绝缘子兼备瓷绝缘子机械性能可靠和复合绝缘子硅橡胶材料耐污闪能力强的特点，能杜绝复合绝缘子脆断和掉串事故，解决瓷绝缘子外绝缘污闪难题，是一种机械电气性能优异的新型长棒形瓷绝缘子，适用于各种极端恶劣的工况环境。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种长棒形瓷复合绝缘子，包括瓷棒绝缘子本体，在本体外设有外绝缘伞裙护套，在本体的两端部分别胶装有球窝型金具附件，每个球窝型金具附件的出口端的端部呈圆弧形结构并且在该端部的外面设有矩形槽；矩形槽方向与水平方向呈0～60°；球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为0～7°。
进一步地，圆弧形结构外侧呈圆弧形，内部有向外凸的圆弧结构。
进一步地，所述外伞裙护套的结构为一个大伞两个小伞的顺序间隔排列，并且一个大伞两个小伞形成的每组伞的长度为60mm。
进一步地，所述外伞裙护套为氟硅橡胶护套。所述外伞裙护套主要是由如下重量份数的原料制成的：110-2甲基乙烯基硅橡胶100份、气相法白炭黑35份、氢氧化铝微粉115份、色母胶1.5份、氧化锌5份、硅烷1.6份、硅油12份、三乙醇胺0.9份、γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷5.5份、双二五硫化剂1.2份。
上述长棒形瓷复合绝缘子的制作方法，该方法包括如下步骤：
1)制作金具附件：选用添加微量金属元素的耐候钢，通过锻造机加工工艺生产得到金具附件粗品，金具附件粗品的表面采用热浸锌工艺防腐，浸锌平均厚度大于90微米；将金具的出口端的端部设计变厚并成圆弧形，在该出口端位于用来外包胶的部位设计成矩形槽，最后逐个通过射线探伤和磁粉探伤剔除其内外部缺陷，即得到所述金具附件；
2)制作瓷棒绝缘子本体：将基料与基料总重量150～200％的水打浆得到浆料，经球磨、过筛、除铁、榨泥，在真空练泥机内挤制，电阴干，成型、干燥后得生坯，生坯经上釉、上砂、烧成得到瓷棒绝缘子本体；
3)在瓷棒绝缘子本体的两端用铅锑合金胶装步骤1)中制得的金具附件，得到半成品，然后对半成品包胶位置进行预处理；预处理的工序为：先去除半成品表面可见污染及物理灰尘，在表面喷涂硅烷偶联剂，放入温度50摄氏度的烘箱预烘，促进提高偶联剂活性，待注射时取出使用；
4)在步骤3)中得到的半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件外径与合模后模腔内径紧密切合方式定位，通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充满模腔空隙后，在140～200℃和110～130bar锁模力的作用下保持5～30min，使伞裙护套和端部密封一次硫化成型，即得到所述长棒形瓷复合绝缘子。
进一步地，所述硅烷偶联剂是用质量分数95～99.8％的无水乙醇与丁二烯基三乙氧基硅烷1：1容积混合调配制成。
有益效果：与现有技术相比，本发明中瓷棒的优点是：采用特定的附件结构，提高伞裙与附件的结合力；绝缘子外缘采用氟硅橡胶伞裙，提高其耐污性能；铅锑合金胶装，提高了产品的机械强度。采用偶联剂，提高伞裙与瓷芯棒的粘结强度；一次硫化成型工艺保证了氟硅橡胶的致密性以及较高的强度。
附图说明
图1为本发明球窝金具附件的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明外伞裙护套的结构示意图；
图4为传统端部密封结构示意图；
图5为本发明端部密封结构示意图；
1-瓷芯棒，2-外绝缘伞裙护套，21-伞盘
3-金具附件，31-金具附件孔壁，32-金具附件出口端端部，33-内测圆弧结构，
34-矩形槽，4-铅锑合金胶合剂
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：如图1至图5所示，本发明长棒形瓷复合绝缘子的结构如下：包括瓷棒绝缘子本体，在本体外设有外绝缘伞裙护套，在本体的两端部分别胶装有球窝型金具附件，每个球窝型金具附件的出口端的端部呈圆弧形结构并且在该端部的外面设有矩形槽；矩形槽方向与水平方向呈30°；球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为5°。圆弧形结构外侧呈圆弧形，内部有向外凸的圆弧结构；所述外伞裙护套的结构为一个大伞两个小伞的顺序间隔排列，并且一个大伞两个小伞形成的每组伞的长度为60mm。其中外伞裙护套采用氟硅橡胶护套。
上述长棒形瓷复合绝缘子的制作方法，该方法包括如下步骤：
1)制作金具附件：选用添加微量金属元素的耐候钢，通过锻造机加工工艺生产得到金具附件粗品，金具附件粗品的表面采用热浸锌工艺防腐，浸锌平均厚度大于90微米；将金具的出口端的端部设计变厚并成圆弧形，在该出口端位于用来外包胶的部位设计成矩形槽，最后逐个通过射线探伤和磁粉探伤剔除其内外部缺陷，即得到所述金具附件；
2)制作瓷棒绝缘子本体：将基料与基料总重量180％的水打浆得到浆料，经球磨、过筛、除铁、榨泥，在真空练泥机内挤制，电阴干，成型、干燥后得生坯，生坯经上釉、上砂、烧成得到瓷棒绝缘子本体；其中基料的原料包括如下重量份数的组分：黑粘土3份，工业氧化铝40份，樟村土8份，泾阳土12份，左云土11份，青草岭12份，白胶泥15份，长石10份，宁海土3份，新会土3份；
3)在瓷棒绝缘子本体的两端用铅锑合金胶装步骤1)中制得的金具附件，得到半成品，然后对半成品包胶位置进行预处理；预处理的工序为：先去除半成品表面可见污染及物理灰尘，在表面喷涂硅烷偶联剂，放入温度50摄氏度的烘箱预烘，促进提高偶联剂活性，待注射时取出使用；其中铅锑合金胶的包括如下成分：按质量百分比Sb 10％，Sn 4％，其余为Pb。
4)在步骤3)中得到的半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件外径与合模后模腔内径紧密切合方式定位，通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充满模腔空隙后，在140～200℃和110～130bar锁模力的作用下保持5～30min，使外伞裙护套和端部密封一次硫化成型，即得到所述长棒形瓷复合绝缘子；其中，所述外伞裙护套主要是由如下重量份数的原料制成的：110-2甲基乙烯基硅橡胶100份、气相法白炭黑35份、氢氧化铝微粉115份、色母胶1.5份、氧化锌5份、硅烷1.6份、硅油12份、三乙醇胺0.9份、γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷5.5份、双二五硫化剂1.2份。
实施例2：与实施例1基本相同，所不同的是：绝缘子的结构中：矩形槽方向与水平方向呈60°；球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为7°。
绝缘子的制作方法中：步骤2)制作瓷棒绝缘子本体：将基料与基料总重量150％的水打浆得到浆料；
步骤4)在步骤3)中得到的半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件外径与合模后模腔内径紧密切合方式定位，通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充满模腔空隙后，在140℃和110bar锁模力的作用下保持5min，使外伞裙护套和端部密封一次硫化成型。
实施例3：与实施例1基本相同，所不同的是：绝缘子的结构中：矩形槽方向与水平方向呈0°；球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为0°。
绝缘子的制作方法中：步骤2)制作瓷棒绝缘子本体：将基料与基料总重量200％的水打浆得到浆料；
步骤4)在步骤3)中得到的半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件外径与合模后模腔内径紧密切合方式定位，通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充满模腔空隙后，在200℃和130bar锁模力的作用下保持30min，使外伞裙护套和端部密封一次硫化成型。
本发明长棒形瓷复合绝缘子的性能指标如下表所示：
硅橡胶与瓷件的剥离强度试验
由此可见，本发明采用特定的附件结构，提高伞裙与附件的结合力，进而提高电气性能；绝缘子外缘采用氟硅橡胶伞裙，提高其耐污性能；铅锑合金胶装，提高了产品的机械强度。采用偶联剂，提高伞裙与瓷芯棒的粘结强度；一次硫化成型工艺保证了氟硅橡胶的致密性以及较高的强度。

Claims (6)

1.一种长棒形瓷复合绝缘子，其特征在于，包括瓷棒绝缘子本体，在本体外设有外绝缘伞裙护套，在本体的两端部分别胶装有球窝型金具附件，每个球窝型金具附件的出口端的端部呈圆弧形结构并且在该端部的外面设有矩形槽;矩形槽方向与水平方向呈0~60°;球窝型金具附件孔壁与竖直方向夹角为0~7°。
2.根据权利要求1所述的长棒形瓷复合绝缘子，其特征在于，圆弧形结构外侧呈圆弧形，内部有向外凸的圆弧结构。
3.根据权利要求1所述的长棒形瓷复合绝缘子，其特征在于，所述外伞裙护套的结构为一个大伞两个小伞的顺序间隔排列，并且一个大伞两个小伞形成的每组伞的长度为60mm。
4.根据权利要求1所述的长棒形瓷复合绝缘子，其特征在于，所述外伞裙护套为氟硅橡胶护套。
5.根据权利要求1所述的长棒形瓷复合绝缘子的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1）制作金具附件：选用添加微量金属元素的耐候钢，通过锻造机加工工艺生产得到金具附件粗品，金具附件粗品的表面采用热浸锌工艺防腐，浸锌平均厚度大于90微米；将金具的出口端的端部设计变厚并成圆弧形，在该出口端位于用来外包胶的部位设计成矩形槽，最后逐个通过射线探伤和磁粉探伤剔除其内外部缺陷，即得到所述金具附件；
2）制作瓷棒绝缘子本体：将基料与基料总重量150~200%的水打浆得到浆料，经球磨、过筛、除铁、榨泥，在真空练泥机内挤制，电阴干，成型、干燥后得生坯，生坯经上釉、上砂、烧成得到瓷棒绝缘子本体；
3）在瓷棒绝缘子本体的两端用铅锑合金胶装步骤1）中制得的金具附件，得到半成品，然后对半成品包胶位置进行预处理；预处理的工序为：先去除半成品表面可见污染及物理灰尘，在表面喷涂硅烷偶联剂，放入温度50摄氏度的烘箱预烘，促进提高偶联剂活性，待注射时取出使用；
4）在步骤3）中得到的半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件外径与合模后模腔内径紧密切合方式定位，通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充满模腔空隙后，在140~200℃和110~130bar锁模力的作用下保持5~30min，使伞裙护套和端部密封一次硫化成型，即得到所述长棒形瓷复合绝缘子。
6.根据权利要求5所述的长棒形瓷复合绝缘子的制作方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂是用质量分数95~99.8%的无水乙醇与丁二烯基三乙氧基硅烷1：2~2：1容积混合调配制成。
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