CN109872849A - 一种盘式绝缘子及其制造方法 - Google Patents

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本发明提供一种盘式绝缘子及其制造方法,属于绝缘子技术领域。该盘式绝缘子包括环氧树脂固化体和设置在环氧树脂固化体外侧的金属外环;所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间设有弹性体,弹性体粘接在所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间。本发明的盘式绝缘子在环氧树脂固化体与金属外环之间粘接有弹性体,弹性体一方面可以填充分界缝以消除气隙放电,降低盘式绝缘子发生局部放电和闪络击穿的概率;另一方面,由于弹性体具有弹性,当外界温度降低或升高时,弹性体能够产生一个缓冲力,减少环氧树脂固化体向内收缩或向外膨胀的形变量,提高盘式绝缘子的环境适应能力,延长其使用寿命;同时,该盘式绝缘子制造工艺简单,成本低。

Description

一种盘式绝缘子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种盘式绝缘子及其制造方法,属于绝缘子技术领域。
背景技术
盘式绝缘子主要有金属外环、金属嵌件和环氧树脂固化体等部分组成,在高压开关设备中起到将带电部分与接地部分隔离,承载金属导体重量和隔断气室等作用,其作为高压开关设备中的一种重要绝缘件,在GIS、罐式断路器、GIL及母线等产品中大量应用。
如图1所示,现有技术中盘式绝缘子包括环氧树脂固化体1和设置在环氧树脂固化体1外侧的金属外环2。
制造盘式绝缘子时,环氧树脂部分需要在一定的高温下固化。在环氧树脂部分固化后由高温降至室温的过程中,由于环氧树脂材料的收缩膨胀系数比金属外环的收缩膨胀系数大,最终导致固化完成后环氧树脂固化体1与金属外环2之间会出现一定尺寸的分界缝3。分界缝3在高电压电场作用下易出现气隙放电,使产品局部放电量超过相关标准的要求,长期也容易造成环氧树脂固化体局部绝缘性能劣化,导致产品闪络放电。
目前多采用在环氧树脂固化体内靠近金属外环的部位增加金属或者半导体的方法,将分界缝屏蔽在零值电场中消除或降低局部放电发生的概率,但是利用这种方法制造盘式绝缘子,制造工艺复杂、成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种盘式绝缘子及其制造方法,用以解决盘式绝缘子存在分界缝,易出现气隙放电的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种盘式绝缘子,包括环氧树脂固化体和设置在环氧树脂固化体外侧的金属外环;所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间设有弹性体,弹性体粘接在所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间。
本盘式绝缘子的有益效果是:在盘式绝缘子的环氧树脂固化体与金属外环之间设置弹性体,弹性体能够粘接在环氧树脂固化体与金属外环之间,一方面可以填充分界缝以消除气隙放电,从而降低盘式绝缘子发生局部放电和闪络击穿的概率,提高产品整体质量;另一方面,由于弹性体具有弹性,当外界温度降低或升高时,弹性体能够产生一个缓冲力,减少环氧树脂固化体向内收缩或向外膨胀的形变量,避免环氧树脂固化体因反复形变产生裂纹影响产品的使用,从而提高盘式绝缘子的环境适应能力,延长其使用寿命;同时,该盘式绝缘子制造工艺简单,成本低。
为增加弹性体与环氧树脂固化体之间的粘接力,作为对上述盘式绝缘子的一种改进,所述弹性体与所述环氧树脂固化体通过第一偶联剂粘接。
为增加弹性体与金属外环之间的粘接力,作为对上述盘式绝缘子的另一种改进,所述弹性体与所述金属外环通过第二偶联剂粘接。
作为对上述盘式绝缘子的又一种改进,所述弹性体由硫化橡胶材料或聚氨酯材料制成。
本发明还提供了一种盘式绝缘子制造方法,步骤如下:
1)在金属外环内侧涂覆弹性材料,使弹性材料成型;
2)将经步骤1)处理后的金属外环放入模具,灌注环氧树脂材料,使环氧树脂材料成型。
本方法的有益效果是:在金属外环内侧涂覆弹性材料,待弹性材料成型之后,再进行灌注环氧树脂材料的操作,使得制造完成的盘式绝缘子,其金属外环与环氧树脂固化体之间粘接有弹性体,弹性体一方面可以填充分界缝以消除气隙放电,从而降低盘式绝缘子发生局部放电和闪络击穿的概率,提高产品整体质量;另一方面,由于弹性体具有弹性,当外界温度降低或升高时,弹性体能够产生一个缓冲力,减少环氧树脂固化体向内收缩或向外膨胀的形变量,避免环氧树脂固化体因反复形变产生裂纹影响产品的使用,从而提高盘式绝缘子的环境适应能力,延长其使用寿命;且利用该方法制造盘式绝缘子工艺流程简单,成本低。
为增加弹性体与环氧树脂固化体之间的粘接力,作为对上述盘式绝缘子制造方法的一种改进,所述步骤1)在弹性材料成型后,在成型后的弹性材料上涂覆第一偶联剂。
为增加弹性体与金属外环之间的粘接力,作为对上述盘式绝缘子制造方法的另一种改进,所述步骤1)在涂覆弹性材料之前,在金属外环内侧涂覆第二偶联剂。
为了获得更好的粘接效果,作为对上述盘式绝缘子制造方法的又一种改进,所述步骤1)还包括对金属外环内侧面进行清洗的步骤。
为了获得更好的粘接效果,作为对上述盘式绝缘子制造方法的再一种改进,所述步骤1)在对金属外环内侧面进行清洗后,还包括对金属外环内侧面进行粗糙化处理的步骤。
附图说明
图1是现有技术中盘式绝缘子结构示意图;
图2是本发明盘式绝缘子实施例1的结构示意图;
图3是本发明盘式绝缘子实施例2的结构示意图;
图4是本发明盘式绝缘子实施例3的结构示意图;
图中,1、环氧树脂固化体;2、金属外环;3、分界缝;2-1、环氧树脂固化体;2-2、金属外环;2-4、弹性体;3-1、环氧树脂固化体;3-2、金属外环;3-4、弹性体;3a、第一偶联剂;4-1、环氧树脂固化体;4-2、金属外环;4-4、弹性体;4a、第一偶联剂;4b、第二偶联剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
本发明盘式绝缘子实施例1
如图2所示,本实施例的盘式绝缘子包括环氧树脂固化体2-1和设置在环氧树脂固化体2-1外侧的金属外环2-2,在环氧树脂固化体2-1与金属外环2-2之间还设有弹性体2-4,弹性体2-4粘接在环氧树脂固化体2-1与金属外环2-2之间。
相应的,该盘式绝缘子的制造方法如下:
1)在金属外环2-2内侧涂覆(例如喷涂或者刷涂)弹性材料,在环境温度或在高温条件下使弹性材料固化或半固化,成型弹性体2-4;
2)将经步骤1)处理后的金属外环2-2放入模具,灌注环氧树脂材料,在高温烘箱中保温一定时间使环氧树脂材料固化,成型环氧树脂固化体2-1。成型后打开模具,取出盘式绝缘子冷却至室温。
为了使粘接效果更好,在涂覆弹性材料前对金属外环2-2的内侧面进行清洗;或者在涂覆弹性材料前对金属外环2-2的内侧面先进行清洗,再进行粗糙化处理;或者先在金属外环2-2内侧涂覆偶联剂,静置一段时间,使偶联剂与金属外环2-2充分反应后,再在偶联剂上涂覆弹性材料,偶联剂可以由有机硅类材料、聚氨酯粘接材料或环氧树脂材料制成。
其中,弹性体2-4由硫化橡胶材料制成;作为其他实施方式,弹性体2-4还可以由聚氨酯材料制成。
本发明盘式绝缘子实施例2
结合图3,本实施例的盘式绝缘子包括环氧树脂固化体3-1和设置在环氧树脂固化体3-1外侧的金属外环3-2,在环氧树脂固化体3-1与金属外环3-2之间还设有弹性体3-4,弹性体3-4与环氧树脂固化体3-1通过第一偶联剂3a粘接。
相应的,该盘式绝缘子的制造方法如下:
(1)在金属外环3-2内侧涂覆弹性材料,在环境温度或在高温条件下使弹性材料固化或半固化,成型弹性体3-4;
(2)在弹性体3-4上涂覆第一偶联剂3a;
(3)将经步骤(1)和步骤(2)处理后的金属外环3-2放入模具,灌注环氧树脂材料,在高温烘箱中保温一定时间使环氧树脂材料固化,成型环氧树脂固化体3-1。成型后打开模具,取出盘式绝缘子冷却至室温。
为了使粘接效果更好,在涂覆弹性材料前对金属外环3-2的内侧面进行清洗;或者在涂覆弹性材料前对金属外环3-2的内侧面先进行清洗,再进行粗糙化处理。
其中,弹性体3-4由硫化橡胶材料制成,第一偶联剂3a由有机硅类材料制成;作为其他实施方式,弹性体3-4还可以由聚氨酯材料制成,第一偶联剂3a还可以由聚氨酯粘接材料或环氧树脂材料制成。
本发明盘式绝缘子实施例3
结合图4,本实施例的盘式绝缘子包括环氧树脂固化体4-1和设置在环氧树脂固化体4-1外侧的金属外环4-2,在环氧树脂固化体4-1与金属外环4-2之间还设有弹性体4-4,弹性体4-4与环氧树脂固化体4-1通过第一偶联剂4a粘接,弹性体4-4与金属外环4-2通过第二偶联剂4b粘接。
相应的,该盘式绝缘子的制造方法如下:
(一)在金属外环4-2内侧涂覆第二偶联剂4b,静置一段时间,使第二偶联剂4b与金属外环4-2充分反应;
(二)在第二偶联剂4b上涂覆弹性材料,在环境温度或在高温条件下使弹性材料固化或半固化,成型弹性体4-4;
(三)在弹性体4-4上涂覆第一偶联剂4a;
(四)将经上述步骤处理后的金属外环4-2放入模具,灌注环氧树脂材料,在高温烘箱中保温一定时间使环氧树脂材料固化,成型环氧树脂固化体4-1。成型后打开模具,取出盘式绝缘子冷却至室温。
为了使粘接效果更好,在涂覆第二偶联剂4b前对金属外环4-2的内侧面进行清洗;或者在涂覆第二偶联剂4b前对金属外环4-2的内侧面先进行清洗,再进行粗糙化处理。
其中,弹性体4-4由硫化橡胶材料制成,第一偶联剂4a和第二偶联剂4b由有机硅类材料制成;作为其他实施方式,弹性体4-4还可以由聚氨酯材料制成,第一偶联剂4a和第二偶联剂4b还可以由聚氨酯粘接材料或环氧树脂材料制成。

Claims (9)

1.一种盘式绝缘子,包括环氧树脂固化体和设置在环氧树脂固化体外侧的金属外环;其特征在于:所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间设有弹性体,弹性体粘接在所述环氧树脂固化体与所述金属外环之间。
2.根据权利要求1所述的盘式绝缘子,其特征在于:所述弹性体与所述环氧树脂固化体通过第一偶联剂粘接。
3.根据权利要求1或2所述的盘式绝缘子,其特征在于:所述弹性体与所述金属外环通过第二偶联剂粘接。
4.根据权利要求3所述的盘式绝缘子,其特征在于:所述弹性体由硫化橡胶材料或聚氨酯材料制成。
5.一种盘式绝缘子制造方法,其特征在于,步骤如下:
1)在金属外环内侧涂覆弹性材料,使弹性材料成型;
2)将经步骤1)处理后的金属外环放入模具,灌注环氧树脂材料,使环氧树脂材料成型。
6.根据权利要求5所述的盘式绝缘子制造方法,其特征在于:所述步骤1)在弹性材料成型后,在成型后的弹性材料上涂覆第一偶联剂。
7.根据权利要求5或6所述的盘式绝缘子制造方法,其特征在于:所述步骤1)在涂覆弹性材料之前,在金属外环内侧涂覆第二偶联剂。
8.根据权利要求7所述的盘式绝缘子制造方法,其特征在于:所述步骤1)还包括对金属外环内侧面进行清洗的步骤。
9.根据权利要求8所述的盘式绝缘子制造方法,其特征在于:所述步骤1)在对金属外环内侧面进行清洗后,还包括对金属外环内侧面进行粗糙化处理的步骤。
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