CN111584170A - 一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子 - Google Patents

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Abstract

一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，包括聚合晶硅伞套、硅橡胶伞套和芯棒；其特征在于：所述芯棒位于所述绝缘子的内部中心，所述聚合晶硅伞套套设在所述芯棒的上部和下部，所述硅橡胶伞套套设在所述芯棒的中部，所述聚合晶硅伞套与所述硅橡胶伞套邻接。聚合晶硅伞套为硬质伞裙，重量轻，方便施工现场作业，同时可防鸟啄破坏，可有效降低绝缘子更换频率，延长绝缘子使用寿命；且具有多种伞裙结构，以适用于不同环境的使用要求。

Description

一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子
技术领域
本发明属于电力绝缘设备技术领域，涉及一种复合绝缘子，特别是涉及一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子。
背景技术
输电线路上目前常用的绝缘子产品通常有三种，分别是：陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子以及硅橡胶绝缘子。这三类绝缘子在经历数十年甚至只有几年的运行中往往会暴露出问题。陶瓷绝缘子自动化、机械化生产程度低、劳动强度大，重量重，在高压架空线路安装施工时，工作人员高空作业困难、劳动强度大；另外陶瓷绝缘子的防污秽能力较差，在污染严重地区使用会使外绝缘性能降低，易导致污闪。玻璃绝缘子生产工艺复杂，生产周期长，重量与陶瓷绝缘子相当，虽然其抗污闪能力强，但易发生自爆，影响电网运行安全。硅橡胶绝缘子抗污闪能力比瓷绝缘子强，但其伞裙材质软，鸟害及风沙问题导致伞裙撕裂，在运输及施工过程中不耐踩踏；在部分光照时间长、紫外线光强度大的环境中运行易使硅橡胶老化加速，缩短其使用寿命。聚合晶硅是第四代绝缘子材料，其优点在于保留原有硅橡胶绝缘子耐污性能优异、体积小、重量轻等优点的同时，又克服了硅橡胶绝缘子老化、风沙侵蚀、鼠咬、鸟啄、怕尖锐物、不能踩踏、伞裙风摆撕裂等诸多原材料性能缺陷和难题，同时生产工艺简单，效率高，周期短，全寿命周期内免维护，降低了电网维护成本，但是抗振动疲劳性能和憎水性不如硅橡胶材料。因此，需要一种既能防鸟啄又能抗振动疲劳和防水的绝缘子。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够防鸟啄的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，通过硅橡胶材料与聚合晶硅材料组合的绝缘子，能够更好地适应多种运行场景，提高电网的安全运行水平。
本发明的技术方案是：
一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，包括聚合晶硅伞套、硅橡胶伞套和芯棒；
所述芯棒位于所述绝缘子的内部中心，所述聚合晶硅伞套套设在所述芯棒的上部和下部，所述硅橡胶伞套套设在所述芯棒的中部，所述聚合晶硅伞套与所述硅橡胶伞套邻接。
进一步地，所述聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子还包括金具，所述金具位于所述绝缘子的两端并包裹在所述芯棒的端部上。
进一步地，所述聚合晶硅伞套的材料包含聚合晶硅材料基体、硅烷偶联剂、三水合氧化铝微粉阻燃剂、甲基六氢苯酐固化剂、补强剂和填充剂。
进一步地，所述补强剂是气相白炭黑。
进一步地，所述芯棒由玻璃纤维和环氧树脂的组合物制成。
进一步地，所述聚合晶硅伞套的端部包覆在所述硅橡胶伞套的两端端部外侧。
进一步地，所述硅橡胶伞套的两端端部包覆在聚合晶硅伞套的端部外侧。
进一步地，所述聚合晶硅伞套包覆在所述硅橡胶伞套的一部分的外侧，而且所述硅橡胶伞套的该一部分延伸至金具内。
进一步地，所述聚合晶硅伞套是预制成型的，所述聚合晶硅伞套粘接于所述硅橡胶伞套上。
进一步地，所述聚合晶硅伞套内孔的直径大于所述硅橡胶伞套的外径，二者之间预留有空间。
本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明聚合晶硅伞套、硅橡胶伞套二者相互配合，由于绝缘子的上部和下部经常受到鸟啄，在绝缘子的上部和下部设置聚合晶硅伞套能够提高绝缘子的抗鸟啄性能；同时绝缘子的中间部分设置硅橡胶伞套能够提高绝缘子对憎水性、抗振动疲劳性能的要求。
(2)本发明具有聚合晶硅材料和硅橡胶材料组合的多种伞裙结构，可根据不同环境的要求使用不同伞裙结构的绝缘子。
附图说明
图1是本发明聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子的具体结构示意图(仅显示绝缘子的上半部分)。
图2是本发明第一实施例的示意图。
图3是本发明第二实施例的示意图。
图4是本发明第三实施例的示意图。
图5是本发明第四实施例的示意图。
图6是本发明第五实施例的示意图。
附图标记
1、金具 2、聚合晶硅伞套 3、硅橡胶伞套 4、芯棒
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1是本发明聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子的具体结构示意图，其中仅显示了绝缘子的上半部分，下半部分与上半部分对称形成。
图1示出了一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，包括聚合晶硅伞套2、硅橡胶伞套3和芯棒4；其特征在于：
所述芯棒4位于所述绝缘子的内部中心，所述聚合晶硅伞套2套设在所述芯棒4的上部和下部，所述硅橡胶伞套3套设在所述芯棒4的中部，所述聚合晶硅伞套2与所述硅橡胶伞套3邻接。
所述聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子还包括金具1，所述金具1位于所述绝缘子的两端并包裹在所述芯棒4的端部上。
所述芯棒4由玻璃纤维和环氧树脂的组合物制成。
所述聚合晶硅伞套2的材料包含聚合晶硅材料基体、硅烷偶联剂、三水合氧化铝微粉阻燃剂、甲基六氢苯酐固化剂、补强剂和填充剂。
所述聚合晶硅材料基体在所述聚合晶硅伞套材料中的含量大于40％。
补强剂可以提高伞裙的机械强度，效果较好的是气相白炭黑。添加适量的气相白炭黑可以提高抗张强度和抗撕裂强度。
添加三水合氧化铝(Al2O3-3H2O也称氢氧化铝)作为阻燃剂可以大幅度限制漏电起痕和电蚀损。它的作用机理是当电弧燃烧时材料局部表面温度显著升高，三水合氧化铝加热到220℃左右的时候会迅速分解出结晶水并吸收大量的热量，从而降低材料表面的温度。分解出来的结晶水在Al2O3的催化作用下可与有机材料高温分解时产生的游离碳产生反应，产生气体的CO、CO2，防止形成导电的炭化通道。同时在添加三水合氧化铝的同时再添加一些金属氧化物与它协同作用，会使材料本身的耐漏电起痕和电蚀损性能得到很大的提升。
添加填充剂可以提高材料的某些性能，同时还可以降低制造成本。但是填料的加入对硅橡胶本身的性能产生了影响。
考虑材料的综合性能，对配方中各种原材料填充物必须进行控制：聚合晶硅材料基体的含量应大于40％；填充的氢氧化铝微粉含量应小于40％。
图2-6分别示出了本发明的各个不同实施例，以下将逐一介绍每个实施例的技术方案。
图2是本发明第一实施例的示意图。在图2中，所述聚合晶硅伞套的端部包覆在所述硅橡胶伞套的两端端部外侧。在制造步骤中，绝缘子中部先高温注射成型硅橡胶伞套，后高温注射成型两端端部聚合晶硅伞套，其中聚合晶硅伞套的端部包覆在所述硅橡胶伞套的两端端部外侧，聚合晶硅伞套的端部和硅橡胶伞套的两端端部形成过渡结合。在两种伞套的结合处，聚合晶硅伞套位于硅橡胶伞套的外侧，在结合处具有更好的耐电蚀性，适用于对耐电蚀性有更高要求的环境。
图3是本发明第二实施例的示意图。在图3中，所述硅橡胶伞套的两端端部包覆在聚合晶硅伞套的端部外侧。在制造步骤中，绝缘子两端端部先高温注射成型一段聚合晶硅伞套，后高温注射成型中间硅橡胶伞套，其中所述硅橡胶伞套的两端端部包覆在聚合晶硅伞套的端部外侧，聚合晶硅伞套的端部和硅橡胶伞套的两端端部形成过渡结合。在两种伞套的结合处，硅橡胶伞套位于聚合晶硅伞套的外侧，在结合处具有更好的憎水性，适用于对憎水性有更高要求的环境。
图4是本发明第三实施例的示意图。在图4中，聚合晶硅伞套包覆在硅橡胶伞套的一部分的外侧且硅橡胶伞套的该一部分延伸至金具内。在制造步骤中，在绝缘子中部先高温注射成型硅橡胶伞套，同时高温注射成型有延伸至金具部位的硅橡胶伞套的一部分，该部分平坦地延伸至金具部位，然后在该部分的外侧高温注射成型绝缘子两端端部的聚合晶硅伞套。通过此种方式制造的绝缘子一体性更好，能够更好地克服伞裙踩踏，以及伞裙风摆撕裂等造成的问题。
图5是本发明第四实施例的示意图。第四实施例与第三实施例的不同在于：预制成型的聚合晶硅伞套粘接于硅橡胶伞套上。在制造步骤中，在绝缘子中部先高温注射成型硅橡胶伞套，同时高温注射成型有延伸至金具部位的硅橡胶伞套的一部分，该部分平坦地延伸至金具部位，然后采用聚合晶硅材料预制成型聚合晶硅伞套，将预制成型的聚合晶硅伞套常温粘接于硅橡胶伞套的该部分外侧。通过此种方式制造的绝缘子伞裙可以分别制造，可以通过粘接的方式将伞套固定在绝缘子上，此种方式对绝缘子制造工艺的要求更低。
图6是本发明第五实施例的示意图。第五实施例与第四实施例的不同在于：聚合晶硅伞套内孔的直径大于硅橡胶伞套的外径，二者之间预留有空间。在制造步骤中，在绝缘子中部先高温注射成型硅橡胶伞套，同时高温注射成型有延伸至金具部位的硅橡胶伞套的一部分，该部分平坦地延伸至金具部位从而使金具端部包覆在该部分的端部外侧，然后采用聚合晶硅材料预制成型聚合晶硅伞套，将预制成型的聚合晶硅伞套套设在硅橡胶伞套的该部分外围，其中聚合晶硅伞套的端部包覆在金具端部的外侧，使得聚合晶硅伞套与硅橡胶伞套之间不接触，聚合晶硅伞套内孔的直径大于硅橡胶伞套的外径，二者之间预留有空间。通过此种方式制造的绝缘子，聚合晶硅伞套内孔直径大于硅橡胶伞套的外径，二者之间不接触，不形成界面，可以避免因界面粘接不良引起的局部放电，乃至逐步损蚀、芯棒炭化等问题。
在本发明中，所述聚合晶硅伞套由聚合晶硅材料制成，具有强防鸟啄、抗腐蚀、抗撕裂等特点。聚合晶硅伞裙为硬质伞裙，密度小，重量轻，同时具有一定的韧性，可踩踏，方便施工现场作业，降低工作强度，同时伞裙可防鸟啄破坏，适用于鸟害较严重的地区。
聚合晶硅绝缘子使用寿命长达20-30年，降低了绝缘子更换频率，且可长期免维护保养，减少了电网运行成本。
所述硅橡胶伞裙由硅橡胶材料制成，具有强憎水性、耐污闪、耐电蚀等特点。
在优选的实施例中，所述绝缘子结构采用五种方案，不同伞套结构会使绝缘子具有不同的外绝缘特性、污耐受特性和自洁特性，根据绝缘子安装和运行的环境条件的不同，可选取不同伞裙结构，以满足实际需要。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，包括聚合晶硅伞套、硅橡胶伞套和芯棒；其特征在于：
所述芯棒位于所述绝缘子的内部中心，所述聚合晶硅伞套套设在所述芯棒的上部和下部，所述硅橡胶伞套套设在所述芯棒的中部，所述聚合晶硅伞套与所述硅橡胶伞套邻接。
2.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子还包括金具，所述金具位于所述绝缘子的两端并包裹在所述芯棒的端部上。
3.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅伞套的材料包含聚合晶硅材料基体、硅烷偶联剂、三水合氧化铝微粉阻燃剂、甲基六氢苯酐固化剂、补强剂和填充剂。
4.根据权利要求3所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述补强剂是气相白炭黑。
5.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述芯棒由玻璃纤维和环氧树脂的组合物制成。
6.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅伞套的端部包覆在所述硅橡胶伞套的两端端部外侧。
7.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述硅橡胶伞套的两端端部包覆在聚合晶硅伞套的端部外侧。
8.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅伞套包覆在所述硅橡胶伞套的一部分的外侧，而且所述硅橡胶伞套的该一部分延伸至金具内。
9.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅伞套是预制成型的，所述聚合晶硅伞套粘接于所述硅橡胶伞套上。
10.根据权利要求1所述的聚合晶硅与硅橡胶组合防鸟啄绝缘子，其特征在于：所述聚合晶硅伞套内孔的直径大于所述硅橡胶伞套的外径，二者之间预留有空间。
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