CN110957087B - 一种自清洁悬式绝缘子 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种自清洁悬式绝缘子,包括绝缘子伞裙和绝缘子柱,其特征在于所述绝缘子伞裙有多个扇形单元构成,相邻扇形单元之间构成沟槽,扇形单元的上表面从绝缘子柱到边缘的高度依次递减,所述沟槽的宽度从绝缘子柱到边缘逐渐减小;所述绝缘子柱上活动连接有位于每一所述绝缘子伞裙上方的绝缘圆环,所述绝缘圆环连接有向外侧呈放射状分布的清洁装置,绝缘子伞裙和绝缘子柱表面设有疏水涂层;本发明自清洁能力强,能够有效防止绝缘子雨闪、污闪和冰闪。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子领域,特别是一种自清洁悬式绝缘子。
背景技术
作为输电线路的重要设备之一,悬式绝缘子担负着悬挂导线和对铁塔绝缘的重要任务,生产的悬式瓷绝缘子使用在世界各地的高压、超高压和特高压输电线路上,为各国输电线路安全运行提供了可靠的保障。然而由于绝缘子主要使用在户外,其所处环境较为恶劣,在使用过程中绝缘子较容易被污染,故而需要人工进行清洁,其费时费力,而且也存在一定的安全隐患,适用性和实用性受到限制。
发明内容
为了解决上述存在的问题,本发明公开了一种自清洁悬式绝缘子,包括绝缘子伞裙和绝缘子柱,其特征在于所述绝缘子伞裙有多个扇形单元构成,相邻扇形单元之间构成沟槽,扇形单元的上表面从绝缘子柱到边缘的高度依次递减,所述沟槽的宽度从绝缘子柱到边缘逐渐减小。
优选地,所述绝缘子柱上活动连接有位于每一所述绝缘子伞裙上方的绝缘圆环,所述绝缘圆环连接有向外侧呈放射状分布的清洁装置。
优选地,所述清洁装置包括固定杆和清洁刷,所述固定杆和清洁刷之间设有若干缓冲弹簧;所述清洁刷能够与所述沟槽表面接触。
优选地,所述绝缘圆环的内侧设有滑块,所述绝缘子柱外侧设有与滑块相匹配的滑槽。
优选地,所述绝缘子伞裙和/或绝缘子柱表面设有疏水涂层,该疏水涂层采用疏水涂料涂覆在所述绝缘子伞裙和/或绝缘子柱表面上。
优选地,所述疏水涂层的厚度为0.05-1mm。
优选地,所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液10-20份、填料10-20份、有机硅树脂20-70份、无机纳米球5-10份、高分子微球1-5份、成膜助剂5-10份。
优选地,所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷5-10份、聚二甲基硅氧烷0.1-5份、三氟丙基甲基环三硅氧烷3-5份、聚四氟乙烯蜡乳液80-100份。
优选地,所述无机纳米球的直径小于所述高分子微球的直径;所述的高分子微球聚丙烯酸微球、聚甲基丙烯酸微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚甲基丙烯酸羟乙酯微球、聚甲基丙烯酸羟丙酯微球、聚苯乙烯微球或聚氯苯乙烯微球的一种或多种,所述无机纳米球为纳米级的二氧化硅或二氧化钛。
优选地,所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,50-60℃超声处理5-8min;继续添加无机纳米球,800-1200r/min转速下分散20-30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
本发明的有益效果:
(1)本发明通过相邻扇形单元之间形成的沟槽处,绝缘子在户外使用时,大多的灰尘会积聚在沟槽中,当有雨水时,雨水将在沟槽中灰尘冲走,同时水将会从沟槽处排出,即使在大雨或暴雨情况下也不易连成链状而引起雨闪;
(2)同时设置清洁装置,能够在风力作用下进行清扫,由于清洁装置中的清洁刷与固定杆之间设有缓冲弹簧,当在风力作用下,绝缘圆环随着风力而转动,清洁刷在沟槽处往扇形单元转动时,将会遇到一定的阻力,使得清洁刷在沟槽表面的清洁力度加大,而设置的缓冲弹簧而将接受到力释放掉,从而使得清洁刷转动至扇形单元区进行清扫,该设置和沟槽的设置,使得该绝缘子起到防污闪和雨闪的效果;
(3)本发明通过设置疏水涂层,能够在绝缘子表面形成疏水表面,雨滴与绝缘子表面的接触角大于150°,水滴不易在绝缘子表面停留,能够有效防止冰闪的现象;
(4)本发明通过无机纳米球和高分子微米球,混合时,形成树莓粒子结构,即具有纳米和微米的二次层结构,该结构与单一结构(纳米球或是微米球)相比,其具有比表面积大、表面粗糙程度高的特点,同时无机纳米球与高分子微球之间还存在化学键的作用力,再结合树莓粒子表面包覆有有机疏水膜,有机疏水膜与树莓粒子的结合力增强,附着力更优异。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是清洁装置的结构放大图;
图3是绝缘子伞裙的俯视图;
图4是清洁装置的侧视图;
图中,1-绝缘子柱,2-清洁装置,201-固定杆,202-缓冲弹簧,203-清洁刷,204-滑块,3-绝缘子伞裙,301-疏水涂层,302-扇形单元,303-沟槽,4-绝缘圆环。
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1-4所示,一种自清洁悬式绝缘子,包括绝缘子伞裙3和绝缘子柱1,所述绝缘子伞裙3有多个扇形单元302构成,相邻扇形单元302之间构成沟槽303,扇形单元302的上表面从绝缘子柱1到边缘的高度依次递减,所述沟槽303的宽度从绝缘子柱1到边缘逐渐减小,该设置使得大多的灰尘会积聚在沟槽中,当有雨水时,雨水将在沟槽中灰尘冲走,同时水将会从沟槽处排出,即使在大雨或暴雨情况下也不易连成链状而引起雨闪。
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,具体是所述绝缘子柱1上活动连接有位于每一所述绝缘子伞裙上方的绝缘圆环4,所述绝缘圆环4连接有向外侧呈放射状分布的清洁装置2。
具体地,所述清洁装置2包括固定杆201和清洁刷203,所述固定杆201和清洁刷203之间设有若干缓冲弹簧202;所述清洁刷203能够与所述沟槽303表面接触,当在风力作用下,绝缘圆环4随着风力而转动,清洁刷203在沟槽303处往扇形单元302转动时,将会遇到一定的阻力,使得清洁刷203在沟槽303表面的清洁力度加大,而设置的缓冲弹簧202而将接受到力释放掉,从而使得清洁刷203转动至扇形单元302区进行清扫,该设置和沟槽303的设置,使得该绝缘子起到防污闪和雨闪的效果。
所述绝缘圆环4的内侧设有滑块204,所述绝缘子柱1外侧设有与滑块201相匹配的滑槽。
还有一些实施例中,所述绝缘子伞裙3和/或绝缘子柱1表面设有疏水涂层301,该疏水涂层采用疏水涂料涂覆在所述绝缘子伞裙3和/或绝缘子柱1表面上。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础上做了进一步优化,具体是所述疏水涂层301的厚度为0.05mm。
所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液10-20份、填料10份、有机硅树脂30份、无机纳米球5份、高分子微球1份、成膜助剂5份。
所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷5份、聚二甲基硅氧烷0.1份、三氟丙基甲基环三硅氧烷3份、聚四氟乙烯蜡乳液80份。
所述无机纳米球的直径小于所述高分子微球的直径;
所述的高分子微球位微米级的聚丙烯酸微球,所述无机纳米球为纳米级的二氧化硅。
所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,50℃超声处理5min;继续添加无机纳米球,800r/min转速下分散20min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
实施例4
所述疏水涂层301的厚度为0.05mm。
所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液15份、填料20份、有机硅树脂70份、无机纳米球7份、高分子微球2份、成膜助剂8份。
所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷7份、聚二甲基硅氧烷3份、三氟丙基甲基环三硅氧烷4份、聚四氟乙烯蜡乳液100份。
所述无机纳米球的直径小于所述高分子微球的直径;
所述的高分子微球为微米级的聚甲基丙烯酸微球,所述无机纳米球为纳米级的二氧化硅。
所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先将所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,55℃超声处理6min;继续添加无机纳米球,800r/min转速下分散30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
实施例5
所述疏水涂层301的厚度为0.05mm。
所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液20份、填料20份、有机硅树脂70份、无机纳米球10份、高分子微球5份、成膜助剂10份。
所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷10份、聚二甲基硅氧烷5份、三氟丙基甲基环三硅氧烷5份、聚四氟乙烯蜡乳液100份。
所述树莓状粒子包括高分子微球和附着于所述高分子微球上的无机纳米球,所述无机纳米球的直径小于所述高分子微球的直径;
所述的高分子微球,包括聚甲基丙烯酸甲酯微球,所述无机纳米球为纳米级的二氧化硅。
所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,60℃超声处理8min;继续添加无机纳米球,800r/min转速下分散30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
实施例6
本实施例是在实施例4的基础上作出的改进,具体是所述疏水涂层301的厚度为0.08mm。
实施例7
本实施例是在实施例4的基础上作出的改进,具体是所述疏水涂层301的厚度为1mm。
实施例8
本实施例是在实施例4的基础上作出的改进,具体是所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,55℃超声处理6min;继续添加无机纳米球,1000r/min转速下分散30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
实施例9
本实施例是在实施例4的基础上作出的改进,具体是所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,55℃超声处理6min;继续添加无机纳米球,1200r/min转速下分散30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
对比例1(低搅拌速率)
本对比例是在实施例4的基础上作出的改进,具体是所述涂层还包括以下步骤的制备方法:先所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,55℃超声处理6min;继续添加无机纳米球,500r/min转速下分散30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
对比例2(未添加高分子微球)
所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液15份、填料20份、有机硅树脂70份、二氧化硅7份、成膜助剂8份。
所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷7份、聚二甲基硅氧烷3份、三氟丙基甲基环三硅氧烷4份、聚四氟乙烯蜡乳液100份。
所述涂层还包括以下步骤的制备方法:将填料、有机硅树脂、二氧化硅、成膜助剂分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,800r/min转速下分散30min;混合均匀。
将实施例3-9以及对比例1-2的绝缘子表面进行以下测试;得到测试值见下表;
接触角测试方法:将待测试样(绝缘子)固定在测量平台上,将2pL纯水滴于试样表面,待水珠静止后,用KRUSSDSA100接触角测试仪进行测量。
根据上表测试值,可以得出,实施例3-9的疏水性能优于对比例1-2,而且耐磨性能也优于对比例1-2,即经过多次摩擦后,本发明制得的绝缘子表面涂层仍然具有很好的疏水性能,说明搅拌速率、高分子微球的添加是影响本发明疏水性能和耐磨性能的关键因素,主要是由于添加高分子微球,与无机纳米球(二氧化硅)通过改性四氟乙烯蜡乳液粘附在高分子微球的表面,形成树莓状粒子,同时在树莓状粒子表面还覆盖一层有机膜,该有机膜具有很好的疏水性能,由于纳米和微米的二次层结构,比表面积大、表面粗糙程度高的特点,同时结合无机纳米球核高分子微球之间的化学键作用力,使得有机膜与树莓粒子的附着力增强,耐磨性能提高,另外,高速搅拌能够使得原料充分混合,高分子微球和无机纳米球的接触概率增大,粒子间的碰撞力更大,高分子微球与无机纳米球之间的作用力也得到增强,同时各原料混合更加均匀,使的有机膜附着力也得到增强,两者结合,使得该涂层的耐磨性能得到进一步提高。
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 (7)
1.一种自清洁悬式绝缘子,包括绝缘子伞裙(3)和绝缘子柱(1),其特征在于:所述绝缘子伞裙(3)有多个扇形单元(302)构成,相邻扇形单元(302)之间构成沟槽(303),扇形单元(302)的上表面从绝缘子柱(1)到边缘的高度依次递减,所述沟槽(303)的宽度从绝缘子柱(1)到边缘逐渐减小;
所述绝缘子伞裙(3)和/或绝缘子柱(1)表面设有疏水涂层(301),该疏水涂层采用疏水涂料涂覆在所述绝缘子伞裙(3)和/或绝缘子柱(1)表面上;
所述疏水涂料包括以下重量份数的原料,改性聚四氟乙烯蜡乳液10-20份、填料10-20份、有机硅树脂20-70份、无机纳米球5-10份、高分子微球1-5份、成膜助剂5-10份;
所述疏水涂层还包括以下步骤的制备方法:先将所述高分子微球分散于所述改性聚四氟乙烯蜡乳液中,50-60℃超声处理5-8min;继续添加无机纳米球,800-1200r/min转速下分散20-30min;最后添加填料、有机硅树脂和成膜助剂混合均匀。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述绝缘子柱(1)上活动连接有位于每一所述绝缘子伞裙上方的绝缘圆环(4),所述绝缘圆环(4)连接有向外侧呈放射状分布的清洁装置(2)。
3.根据权利要求2所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述清洁装置(2)包括固定杆(201)和清洁刷(203),所述固定杆(201)和清洁刷(203)之间设有若干缓冲弹簧(202);所述清洁刷(203)能够与所述沟槽(303)表面接触。
4.根据权利要求2或3所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述绝缘圆环(4)的内侧设有滑块(204),所述绝缘子柱(1)外侧设有与滑块(204)相匹配的滑槽。
5.根据权利要求1所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述疏水涂层(301)的厚度为0.05-1mm。
6.根据权利要求5所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述改性聚四氟乙烯蜡乳液由如下重量份原料制成:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷5-10份、聚二甲基硅氧烷0.1-5份、三氟丙基甲基环三硅氧烷3-5份、聚四氟乙烯蜡乳液80-100份。
7.根据权利要求5所述的一种自清洁悬式绝缘子,其特征在于:所述无机纳米球的直径小于所述高分子微球的直径;所述的高分子微球为聚丙烯酸微球、聚甲基丙烯酸微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚甲基丙烯酸羟乙酯微球、聚甲基丙烯酸羟丙酯微球、聚苯乙烯微球或聚氯苯乙烯微球的一种或多种,所述无机纳米球为纳米级的二氧化硅或二氧化钛。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A self-cleaning suspension insulator Effective date of registration: 20230726 Granted publication date: 20211022 Pledgee: Jiujiang Bank Co.,Ltd. Luxi sub branch Pledgor: PINGXIANG YUXIANG ELECTRIC CERAMICS MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2023980050012 |
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