CN110428943B - 一种具有疏水膜层的防风型绝缘子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，包括瓷件，瓷件顶部设有夹线凹槽和活动夹板，活动夹板的一端通过转轴与瓷件顶部连接，瓷件远离转轴的一端设有限位块，限位块为L型，限位块与瓷件的壁部构成限位槽，活动夹板远离转轴的一端能够卡入限位槽内；活动夹板远离转轴的外侧壁设有定位凹槽，定位凹槽内部设有弹簧，弹簧的一端与定位凹槽的内底部固定，另一端连接有活动块，活动块上设有顶块，限位块上设有通槽，活动块的一侧壁设有滑杆，滑杆贯穿活动夹板的侧壁设置的滑孔延伸至外部，滑孔与定位凹槽连通，瓷件外壁上设有疏水膜层，同时还公布了该绝缘子的制备方法，该绝缘子具有很好的防风性能和疏水性能，减少冰闪和污闪的发生。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子电气元件领域，特别是一种具有疏水膜层的防风型绝缘子及其制备方法。
背景技术
绝缘子的使用十分普遍，它有着十分重要的作用，它是安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间的器件，能够耐受电压和机械应力作用，绝缘子通常由玻璃或陶瓷制成，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。
绝缘子在电力系统中应用很广，一般属于外绝缘，在大气条件下工作。架空输电线路、发电厂和变电所的母线和各种电气设备的外部带电导体均须用绝缘子支持，并使之与大地(或接地物)或其他有电位差的导体绝缘。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的。
现如今的绝缘子在使用过程中不具有防风功能，且无法对导线进行很好的固定和限位，这样绝缘子在大风时容易发生导线与绝缘子脱离的情况，给绝缘子的使用造成重大影响，无法很好的保证绝缘子的使用，降低了绝缘子的实用性，而且还存在污闪和冰闪的问题。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，包括瓷件，瓷件顶部设有用于固定导线的夹线凹槽和活动夹板，所述活动夹板的一端通过转轴与所述瓷件顶部连接，所述瓷件远离所述转轴的一端设有限位块，限位块为L型，限位块与所述瓷件的壁部构成限位槽，所述活动夹板远离转轴的一端能够卡入所述限位槽内；所述活动夹板远离转轴的外侧壁设有定位凹槽，定位凹槽内部设有弹簧，弹簧的一端与所述定位凹槽的内底部固定，另一端连接有活动块，活动块上设有顶块，所述限位块上设有通槽，当弹簧呈自然状态时，所述顶块能够插入该通槽内，所述活动块的一侧壁设有滑杆，滑杆贯穿所述活动夹板的侧壁设置的滑孔延伸至外部，所述滑孔与所述定位凹槽连通；
所述瓷件外侧壁设有伞裙组和位于所述伞裙组上方的保护罩，所述保护罩与所述瓷件的外壁转动连接；所述保护罩的下表面设有清洁刷；
所述瓷件底部设有铁帽，铁帽与所述瓷件之间采用胶黏剂固定，所述铁帽上设有螺纹孔；
所述瓷件外壁上设有疏水膜层。
优选地，所述定位凹槽从内至外设有第一定位凹槽和第二定位凹槽，所述第二定位凹槽的内径小于所述第一定位凹槽；
所述活动块置于第一定位凹槽内，且活动块的外径大于所述第二定位凹槽的内径，且小于所述第一定位凹槽的内径；
所述顶块置于所述第二定位凹槽内，且顶块的外径小于所述第二定位凹槽的内径。
优选地，所述夹线凹槽包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段为直线段，所述第二连接段为优弧段。
优选地，所述伞裙组为等间距交错设置的大伞裙和小伞裙；所述保护罩的外径大于所述大伞裙的外径。
优选地，所述夹线凹槽内壁设有缓冲垫。
优选地，所述疏水膜层的厚度为3-10μm。
优选地，所述疏水膜层包括以下重量份数的原料：30-80份无机颗粒、20-70份聚合物、50-90份溶剂。
本发明还公开了一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
S1：坯体预处理：制备瓷件坯体，在瓷件坯体上涂布硅酸镁铝溶胶，300-500℃干燥，得预制坯体；
S2：将聚合物溶于溶剂中，得聚合物溶液，然后将无机颗粒加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为800-1200r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥1-5h，然后放入冷等静压机以250-300MPa压力下1-3h，最后放入真空烘箱内于200-400℃热处理1-2h，继续在400-500℃热处理1-2h，得到防风型绝缘子。
优选地，所述无机颗粒的粒度为1-100nm。
优选地，所述无机颗粒选自氧化铝、二氧化钛和银颗粒的一种或多种；
所述聚合物选自有机氟硅烷或含氟聚合物；
所述溶剂选自N甲基吡咯烷酮或N，N二甲基乙酰胺。
本发明的有益效果：(1)本发明通过设置活动夹板，能够对电线进一步起到固定的作用，防止在使用时，外界风力较大时而导致电线与瓷件脱离的现象，影响电力系统，防风性能好；(2)本发明通过在活动夹板的一端设置滑槽、滑杆、活动块、顶块以及弹簧，只需要滑动滑杆，带动顶块移动，即将电线放入夹线凹槽内后，在弹簧的压缩方向移动滑杆带动顶块缩回至所述第二定位凹槽内，当活动夹板插入所述限位块内后，松开滑杆，弹簧的作用力，将顶块插入通槽内进行定位；操作方便；(3)通过设置保护罩，一方面减少尘土在瓷件表面的堆积，另一方面能够在风力作用下带动清洁刷转动，对瓷件表面进行清扫；(4)由于涂层的疏水性能，当带有污秽的水接触瓷件表面时，无法在瓷件表面形成导电水膜，因此能够有效防止污闪的发生；(5)无机颗粒具有致密的无机氧化物膜层，将无机颗粒掺杂在聚合物膜中，多膜作用，使其获得优异的疏水效果；而且纳米银颗粒具有杀菌功能，因此有利于生物膜形成控制，有效降低积垢速率；(6)本发明同时在瓷件坯体上预先使用硅酸镁铝无机凝胶溶液，使其坯体表面粗糙度增加，提高其与疏水涂层的附着力，两界面结合更紧实，使得瓷件表面无裂纹，长时间使用后涂层无脱落现象。
附图说明
图1是本发明结构示意图一；
图2是实施例2的结构示意图二；
图3是图1的A局部示意图一；
图4是图1的A局部示意图二；
图中，1-瓷件，2-伞裙组，3-保护罩，4-活动夹板，401-限位块，402-通槽，403-定位凹槽，404-活动块，405-顶块，406-滑孔，407-滑杆，408-弹簧，5-夹线凹槽，501-缓冲垫，6-清洁刷，7-铁帽，8-疏水膜层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
如图1、图3以及图4所示，一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，包括瓷件1，瓷件1顶部设有用于固定导线的夹线凹槽5和活动夹板4，所述活动夹板4的一端通过转轴与所述瓷件1顶部连接，所述瓷件1远离所述转轴的一端设有限位块401，限位块401为L型，限位块401与所述瓷件1的壁部构成限位槽，所述活动夹板4远离转轴的一端能够卡入所述限位槽内；所述活动夹板4远离转轴的外侧壁设有定位凹槽403，定位凹槽403内部设有弹簧408，弹簧408的一端与所述定位凹槽403的内底部固定，另一端连接有活动块404，活动块404上设有顶块405，所述限位块401上设有通槽402，当弹簧408呈自然状态时，所述顶块405能够插入该通槽402内，所述活动块404的一侧壁设有滑杆407，滑杆407贯穿所述活动夹板4的侧壁设置的滑孔406延伸至外部，所述滑孔406与所述定位凹槽403连通；
所述瓷件1外侧壁设有伞裙组2和位于所述伞裙组2上方的保护罩3，所述保护罩3与所述瓷件1的外壁转动连接；所述保护罩3的下表面设有清洁刷6；
所述瓷件1底部设有铁帽7，铁帽7与所述瓷件1之间采用胶黏剂固定，所述铁帽7上设有螺纹孔；
所述瓷件1外壁上设有疏水膜层8。
所述定位凹槽403从内至外设有第一定位凹槽和第二定位凹槽，所述第二定位凹槽的内径小于所述第一定位凹槽；
所述活动块404置于第一定位凹槽内，且活动块404的外径大于所述第二定位凹槽的内径，且小于所述第一定位凹槽的内径；
所述顶块405置于所述第二定位凹槽内，且顶块405的外径小于所述第二定位凹槽的内径。
所述夹线凹槽5包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段为直线段，所述第二连接段为优弧段。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步优化，具体是如图2所示，所述伞裙组为等间距交错设置的大伞裙202和小伞裙201；所述保护罩3的外径大于所述大伞裙202的外径。
还有一些实施例中，所述夹线凹槽5内壁设有缓冲垫501。
所述疏水膜层的厚度为3-10μm，优选5μm。
使用时，将电线放置在夹线凹槽5内，滑动滑杆407，带动顶块405移动，即将电线放入夹线凹槽5内后，在弹簧408的压缩方向移动滑杆407带动顶块405缩回至所述第二定位凹槽内，当活动夹板4插入所述限位块401内后，松开滑杆407，弹簧408的作用力，将顶块405插入通槽402内进行定位。
实施例3
一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
S1：坯体预处理：制备瓷件坯体，在瓷件坯体上涂布硅酸镁铝溶胶，350℃焙烧，得预制坯体；
S2：将20份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份氧化铝加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为800r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以250MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝的粒度为1-100nm。
实施例4
一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
S1：坯体预处理：制备瓷件坯体，在瓷件坯体上涂布硅酸镁铝溶胶，400℃焙烧，得预制坯体；
S2：将30份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份氧化铝加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为1000r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以300MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝的粒度为10-80nm。
实施例5
一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
S1：坯体预处理：制备瓷件坯体，在瓷件坯体上涂布硅酸镁铝溶胶，500℃焙烧，得预制坯体；
S2：将50份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将50份氧化铝加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为800r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以250MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝的粒度为30-70nm。
实施例6
本实施例是在实施例4的基础上作出的改变，具体是S2：将30份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份质量比为3：1的氧化铝和二氧化钛的混合物加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为1000r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以300MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝、二氧化钛的粒度为10-80nm。
实施例7
本实施例是在实施例4的基础上作出的改变，具体是S2：将30份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份二氧化钛加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为1000r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以300MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述二氧化钛的粒度为10-80nm。
实施例8
本实施例是在实施例4的基础上作出的改变，具体是S2：将30份全氟烷氧基烷烃(PFA)溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份氧化铝、0.1份银颗粒加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为1000r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以300MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝和银颗粒的粒度为10-80nm。
对比例1
市购的瓷绝缘子作为对比例，型号：R12.5ET。
对比例2(无预处理坯体)
一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
将30份有机氟硅烷溶于90份N甲基吡咯烷酮中，得聚合物溶液，然后将30份氧化铝加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为1000r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥3h，然后放入冷等静压机以300MPa压力下2h，最后放入真空烘箱内于300℃热处理1-2h，继续在400℃热处理2h，得到防风型绝缘子。
所述氧化铝的粒度为10-80nm。
对实施例4-8以及对比例1-2的绝缘子性能测试值见表1。
同时对实施例4的获得的绝缘子和对比例1采用的绝缘子，模仿冻雨天的气候特征118h，实施例4绝缘子表面几乎无冰屑残留，而对比例1上有冰屑残留，超出了预期的抗冻效果。
从表1可以得知，实施例4-8的绝缘子性能优于对比例的绝缘子性能，其中实施例4最优，说明本发明的绝缘子，具有良好的疏水性能以及防风效果，其中疏水性能主要原因是疏水膜的原因，具体是无机颗粒表面具有致密的无机氧化物膜层，将无机颗粒掺杂在聚合物膜中，多膜结合作用，使其获得优异的疏水效果；掺杂纳米银颗粒具有杀菌功能，因此有利于生物膜的形成，从而有效降低积垢速率；本发明同时在瓷件坯体上预先使用硅酸镁铝无机凝胶溶胶溶液，硅酸镁铝溶胶干燥后使得坯体表面具有颗粒感，使其坯体表面粗糙度增加，提高其与疏水涂层的附着力，两界面结合更紧实，使得制得的瓷件表面无裂纹，长时间使用后涂层也无脱落现象。
上述实施例仅描述现有设备最优使用方式，而运用类似的常用机械手段代替本实施例中的元素，均落入保护范围。
Claims (9)
1.一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：包括瓷件（1），瓷件（1）顶部设有用于固定导线的夹线凹槽（5）和活动夹板（4），所述活动夹板（4）的一端通过转轴与所述瓷件（1）顶部连接，所述瓷件（1）远离所述转轴的一端设有限位块（401），限位块（401）为L型，限位块（401）与所述瓷件（1）的壁部构成限位槽，所述活动夹板（4）远离转轴的一端能够卡入所述限位槽内；所述活动夹板（4）远离转轴的外侧壁设有定位凹槽（403），定位凹槽（403）内部设有弹簧（408），弹簧（408）的一端与所述定位凹槽（403）的内底部固定，另一端连接有活动块（404），活动块（404）上设有顶块（405），所述限位块（401）上设有通槽（402），当弹簧（408）呈自然状态时，所述顶块（405）能够插入该通槽（402）内，所述活动块（404）的一侧壁设有滑杆（407），滑杆（407）贯穿所述活动夹板（4）的侧壁设置的滑孔（406）延伸至外部，所述滑孔（406）与所述定位凹槽（403）连通；
所述瓷件（1）外侧壁设有伞裙组（2）和位于所述伞裙组（2）上方的保护罩（3），所述保护罩（3）与所述瓷件（1）的外壁转动连接；所述保护罩（3）的下表面设有清洁刷（6）；
所述瓷件（1）底部设有铁帽（7），铁帽（7）与所述瓷件（1）之间采用胶黏剂固定，所述铁帽（7）上设有螺纹孔；
所述瓷件（1）外壁上设有疏水膜层（8）；
所述疏水膜层包括以下重量份数的原料：30-80份无机颗粒、20-70份聚合物、50-90份溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：所述定位凹槽（403）从内至外设有第一定位凹槽和第二定位凹槽，所述第二定位凹槽的内径小于所述第一定位凹槽；
所述活动块（404）置于第一定位凹槽内，且活动块（404）的外径大于所述第二定位凹槽的内径，且小于所述第一定位凹槽的内径；
所述顶块（405）置于所述第二定位凹槽内，且顶块（405）的外径小于所述第二定位凹槽的内径。
3.根据权利要求1所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：所述夹线凹槽（5）包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段为直线段，所述第二连接段为优弧段。
4.根据权利要求1所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：所述伞裙组为等间距交错设置的大伞裙（202）和小伞裙（201）；所述保护罩（3）的外径大于所述大伞裙（202）的外径。
5.根据权利要求1所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：所述夹线凹槽（5）内壁设有缓冲垫（501）。
6.根据权利要求1所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子，其特征在于：所述疏水膜层的厚度为3-10μm。
7.如权利要求1-6任一所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：坯体预处理：制备瓷件坯体，在瓷件坯体上涂布硅酸镁铝溶胶，300-500℃干燥，得预制坯体；
S2：将聚合物溶于溶剂中，得聚合物溶液，然后将无机颗粒加入到聚合物溶液中，搅拌分散，搅拌速率为800-1200r/min；得到疏水膜层浆料，然后将疏水膜层浆料涂覆在预制坯体表面，自然干燥1-5h，然后放入冷等静压机以250-300MPa压力下处理1-3h，最后放入真空烘箱内于200-400℃热处理1-2h，继续在400-500℃热处理1-2h，得到防风型绝缘子。
8.根据权利要求7所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，其特征在于：所述无机颗粒的粒度为1-100nm。
9.根据权利要求7或8所述的一种具有疏水膜层的防风型绝缘子的制备方法，其特征在于：所述无机颗粒包含氧化铝、二氧化钛和银颗粒的一种或多种；
所述聚合物选自有机氟硅烷或含氟聚合物；
所述溶剂选自N甲基吡咯烷酮或N，N二甲基乙酰胺。
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