CN111667958A - 一种复合支柱绝缘子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种复合支柱绝缘子及其制造方法，涉及一种输变电行业所使用的复合支柱绝缘子及其制造方法，用于解决背景技术所普遍存在的可靠性风险，以及制造难度大、制造成本高、需要长期检测维护等不足。本发明的复合支柱绝缘子包括硅橡胶外套、空心绝缘管和设置在空心绝缘管两端的法兰，还包括填充在空心绝缘管内的至少一个圆柱体的弹性橡胶绝缘堵头；所述弹性橡胶绝缘堵头在自然状态下，外径略大于空心绝缘管的内径。本发明制造方法包括以下步骤：在空心绝缘管上制备硅橡胶外套；组装其中一个法兰；将弹性橡胶绝缘堵头其端面压缩变小塞入空心绝缘管并安装到位；组装另一个法兰。本发明的复合支柱绝缘子可广泛应用于输变电行业。

Description

一种复合支柱绝缘子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在输变电行业所使用的绝缘子，具体涉及一种复合支柱绝缘子及其制造方法。

背景技术

输变电行业复合支柱绝缘子采用的芯体种类较多，目前主要有实心和空心两大类结构，实心芯体主要有实心拉挤成型、拉挤缠绕复合成型、小截面实心棒组合浇注、空心管与实心棒组合浇注等几种形式；空心芯体主要采用填充气体绝缘介质、填充泡沫等绝缘介质以及采用内伞裙或隔板等形式用于解决支柱绝缘子内绝缘的问题。

实心拉挤成型的芯棒、拉挤缠绕复合成型的芯棒，两者制造难度大，内部存在可能开裂的潜在风险，且制造成本高；组合浇注式的芯棒其粘合界面的可靠性存在一定潜在风险；空心填充气体绝缘介质存在泄漏风险且需要长期检测维护；空心填充泡沫等绝缘介质存在密封失效、吸潮等潜在风险；内部采用内伞裙或隔板等结构，界面在可靠性上也存在一定的潜在风险。

发明内容

为了解决上述背景技术所普遍存在的可靠性风险，以及制造难度大、制造成本高、需要长期检测维护等不足，本发明提供了一种复合支柱绝缘子及其制造方法。

本发明的技术解决方案是：

一种复合支柱绝缘子，包括硅橡胶外套、空心绝缘管和设置在空心绝缘管两端的法兰，其特殊之处在于：

还包括填充在空心绝缘管内的至少一个圆柱体的弹性橡胶绝缘堵头；所述弹性橡胶绝缘堵头在自然状态下，外径略大于空心绝缘管的内径。

进一步地，所述弹性橡胶绝缘堵头的数量为多个，且多个弹性橡胶绝缘堵头间设置有间距；

进一步地，所述多个弹性橡胶绝缘堵头之间设置有绝缘支撑；

进一步地，所述弹性橡胶绝缘堵头为高弹性橡胶材料，其断裂伸长率不小于100％，硬度不大于80邵氏A。

进一步地，所述弹性橡胶绝缘堵头的两端部设置倒角或倒圆；

进一步地，所述弹性橡胶绝缘堵头的至少一个端面中心设有盲孔，其作用在于可方便其端部压入空心绝缘管的内部，还便于使用工具定位并将其顶入空心绝缘管；

进一步地，所述硅橡胶外套为硅橡胶绝缘套结构，在自然状态下，其内径略小于空心绝缘管的外径；

进一步地，所述弹性橡胶绝缘堵头叠套在一个绝缘压紧套的外侧；

所述复合支柱绝缘子的制造方法，包括以下步骤：

a.在空心绝缘管上制备硅橡胶外套；

b.组装其中一个法兰，进行法兰胶装、固化；

c.利用弹性橡胶绝缘堵头的高弹特性将其端面压缩变小塞入空心绝缘管且安装到位，并使最后一个弹性橡胶绝缘堵头略伸出空心绝缘管；

e.对另一个法兰施力将突出的弹性橡胶绝缘堵头按压至空心绝缘管内腔，并进行法兰胶装、固化；

待固化完成后，松开装配压紧装置，并在法兰的止口处及法兰与硅橡胶外套接合处使用硅橡胶密封胶进行密封处理。

进一步地，步骤a具体包括：

a1.将套管工装小口段首先插入成型加工好的硅橡胶外套内，直至将硅橡胶外套完全套装在套管工装大口段的外壁；

a2.将空心绝缘管插入套管工装大口段内，且一端略伸出套管工装大口段；

a3.将硅橡胶外套移动至空心绝缘管外露端头的设定位置并将二者固定，然后将套管工装另一端小口段反方向抽出，直至硅橡胶外套留在空心绝缘管上；

其中硅橡胶外套与空心绝缘管的界面之间可以涂抹硅脂或其它润滑填充剂等辅助材料。

本发明的优点在于：

1.弹性橡胶绝缘堵头利用模具单独成型，制造工艺简单，成本低。弹性橡胶与空心绝缘管内表面保持弹性胀紧，持久的界面压紧力完全消除了绝缘子内绝缘沿面或直接空气间隙闪络、击穿的可能，使其运行安全可靠。内绝缘界面间不存在产品因为运行环境温度变化或交变应力产生收缩、开裂、脱开的现象，内部无气体绝缘介质填充物使得该复合支柱绝缘子不存在泄漏问题，也无须检测和维护；

2.弹性橡胶绝缘堵头利用橡胶弹性记忆功能，采用压缩胀紧的方式，使弹性橡胶绝缘堵头与空心绝缘管内壁保持弹性持久稳定的界面压力；

3.空心绝缘管内设置多个弹性橡胶绝缘堵头使得单个弹性橡胶绝缘堵头更容易加工与安装，同时可以制作不同结构的堵头以适用于不同的需求；

4.弹性橡胶绝缘堵头采用倒角的结构可使单个弹性橡胶绝缘堵头更便捷地安装至空心绝缘管内；

5.弹性橡胶绝缘堵头至少一个端面中心设有盲孔，可方便其端部压入空心绝缘管的内部，还便于使用工具定位并将其顶入空心绝缘管；

6.弹性橡胶绝缘堵头填充装满空心绝缘管内腔并突出一定高度，可以轴向施加装配压力，进一步压缩胀紧，增强弹性橡胶绝缘堵头与空心绝缘管内壁界面压力；

7.硅橡胶外套采用弹性硅橡胶材料，可利用模具单独成型，避免了常规工艺时高温高压对空心绝缘管机械强度产生的不利影响。硅橡胶外套内孔扩张后套装收缩在空心绝缘管上，利用硅橡胶弹性记忆功能，使硅橡胶外套对空心绝缘管保持弹性持久稳定的抱紧力，使其界面绝缘和密封的可靠性提高，产品也避免了脱胶、开裂、分层或密封失效等风险。

附图说明

图1为本发明的复合绝缘子采用普通弹性橡胶绝缘堵头填充的实例一；

图2为本发明实施例中的堵头轴向剖面图；

图3为使用套管工装安装硅橡胶外套示意图；

图4为本发明的复合支柱绝缘子采用第二种形式的普通弹性橡胶绝缘堵头填充的实例二；

图5为本发明的复合支柱绝缘子采用第三种形式的弹性橡胶绝缘堵头填充的实例三；

图6为本发明的复合支柱绝缘子采用第四种形式的弹性橡胶绝缘堵头填充的实例四；

附图标记如下：

1-法兰，2-空心绝缘管，3-硅橡胶外套，4-弹性橡胶绝缘堵头，5-法兰，6-套管工装，61-小口段，62-大口段，7-绝缘支撑，8-绝缘压紧套。

具体实施方式

下面将结合相关附图对本发明做进一步的详述：

如图1为复合支柱绝缘子采用常规形状的弹性橡胶绝缘堵头与绝缘支撑安装示意图。

复合支柱绝缘子包括空心绝缘管2、弹性橡胶绝缘堵头4、硅橡胶外套3、法兰1、5和绝缘支撑7。

空心绝缘管2内至少包括一个弹性橡胶绝缘堵头4；所述弹性橡胶绝缘堵头4在自然状态下，外径略大于空心绝缘管2的内径；使得弹性橡胶绝缘堵头4便于安装，且装配完毕后能在空心绝缘管2内表面保持弹性胀紧；

如图1所示弹性橡胶绝缘堵头4为本实施例的堵头结构，所述弹性橡胶绝缘堵头4为高弹性橡胶材料，其断裂伸长率不小于100％，硬度不大于80邵氏A，所述弹性橡胶绝缘堵头4为实心圆柱体。

所述硅橡胶外套3，在自然状态下，其内径略小于空心绝缘管2的外径，以便于硅橡胶外套3能被套装在空心绝缘管2的外壁上，且装配完毕后硅橡胶外套3内壁与空心绝缘管2外表面保持紧密配合。

如图3所示，套管工装6为辅助安装硅橡胶外套3的工装，其一端为小口段61，另一端为大口段62；小口段61外径小于硅橡胶外套3内径；大口段62内径略大于空心绝缘管2的外径；套管工装6表面光滑、材质坚硬。

在安装之前可在硅橡胶外套3与空心绝缘管2的界面上涂抹硅脂或其它润滑填充剂等辅助材料；使硅橡胶外套3与空心绝缘管2完全紧密贴合，以增强界面的绝缘和密封效果。

如图3所示，将套管工装6小口段61首先插入成型加工好的硅橡胶外套3内，直至将硅橡胶外套3完全套装在套管工装6大口段62的外壁；

将空心绝缘管2插入套管工装6大口段62内，且一端略伸出套管工装6大口段62；

将硅橡胶外套3移动至空心绝缘管2外露端头的设定位置，并将二者固定，然后将套管工装6另一端小口段61反方向抽出，直至硅橡胶外套3留在空心绝缘管2上；

组装其中一个法兰5，进行法兰5胶装、固化；

利用弹性橡胶绝缘堵头4的高弹特性将其端面压缩变小塞入空心绝缘管2并安装到位，相邻的弹性橡胶绝缘堵头4利用绝缘支撑7分隔，如图1所示，并使弹性橡胶绝缘堵头4和绝缘支撑7保持一定的轴向压紧力，安装最后一个弹性橡胶绝缘堵头4时，使其略伸出空心绝缘管2；

对法兰1施力将突出的弹性橡胶绝缘堵头4按压至空心绝缘管2内腔，并进行法兰1胶装、固化；

待固化完成后，松开装配压紧装置，并在法兰1、5的止口处及法兰与硅橡胶外套3接合处使用硅橡胶密封胶进行密封处理。

最终完成该复合支柱绝缘子产品装配如图1所示。

下面是本发明的复合支柱绝缘子具体实例二的实施方式：

如图4为复合支柱绝缘子采用常规形状的弹性橡胶绝缘堵头的第二种安装示意图。

本实施例二的复合支柱绝缘子，包括空心绝缘管2、弹性橡胶绝缘堵头4、硅橡胶外套3和法兰1、5。

按实例一的方法，先将硅橡胶外套安装在空心绝缘管2外壁上，再组装法兰5，进行法兰5胶装、固化；

利用弹性橡胶绝缘堵头4的高弹特性将其端面压缩变小塞入空心绝缘管2并安装到位，然后用同样的方法将剩余弹性橡胶绝缘堵头4一一压装塞入空心绝缘管2内，并使相邻两个弹性橡胶绝缘堵头4保持一定间距；

最后组装法兰1，进行法兰1胶装、固化；

待固化完成后，松开装配压紧装置，并在法兰1、5的止口处及法兰与硅橡胶外套3接合处使用硅橡胶密封胶进行密封处理。

最终完成该复合支柱绝缘子产品装配如图4所示。

下面是本发明的复合支柱绝缘子具体实例三的实施方式：

图5为复合支柱绝缘子采用特殊结构的弹性橡胶绝缘堵头安装示意图；

本实施例三的复合支柱绝缘子，包括空心绝缘管2、弹性橡胶绝缘堵头4、硅橡胶外套3、法兰1、5和绝缘压紧套8。

该实施例中弹性橡胶绝缘堵头4的结构如图5所示，安装时需与绝缘压紧套8叠套在一起进行安装，所述绝缘压紧套8为刚性材料，通过自身斜面使得弹性橡胶绝缘堵头4与空心绝缘管2的界面保持弹性胀紧。

按照实例一的方法，先将硅橡胶外套3安装在空心绝缘管2外壁上，再组装法兰5，进行法兰5胶装、固化；

然后将弹性橡胶绝缘堵头4与绝缘压紧套8如图5所示叠套在一起，压缩塞入空心绝缘管2内并安装到位，再将规定数量的弹性橡胶绝缘堵头4按照同样方法一一压装塞入空心绝缘管2内，并使最后一个弹性橡胶绝缘堵头4反方向压入，略伸出空心绝缘管2；

最后套装法兰1，在法兰1上施力并压装到位，再进行法兰1胶装、固化；

待固化完成后，松开装配压紧装置，并在法兰1、5的止口处及法兰与硅橡胶外套3接合处使用硅橡胶密封胶进行密封处理。

最终完成该复合支柱绝缘子产品装配如图5所示。

下面是本发明的复合支柱绝缘子具体实例四的实施方式：

图6为本发明的复合支柱绝缘子采用第四种形式的弹性橡胶绝缘堵头填充的实例四。

本实施例四的复合支柱绝缘子，包括空心绝缘管2、弹性橡胶绝缘堵头4、硅橡胶外套3和法兰1、5；所述弹性橡胶绝缘堵头4的形状如图6所示。

按照实例一的方法，先将硅橡胶外套安装在空心绝缘管2外壁上，再组装法兰5，进行法兰5胶装、固化；

将弹性橡胶绝缘堵头4两个相向叠放在一起，压缩塞入空心绝缘管2内，再采用同样方式，进行重复装填，直至相互压紧填满并使最后一个弹性橡胶绝缘堵头4略伸出空心绝缘管2；

最后套装法兰1，在法兰1上施力并压装到位，再进行法兰1胶装、固化；

待固化完成后，松开装配压紧装置，并在法兰的止口处及法兰与硅橡胶外套3接合处使用硅橡胶密封胶进行密封处理。

最终完成该复合支柱绝缘子产品装配如图6所示。

上述实例中，在将弹性橡胶绝缘堵头4压入空心绝缘管2内时，可在两者间插入一根电线，待压装到位后，将电线拉掉，以克服因空气受压不能顺利压装填充的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合支柱绝缘子，包括硅橡胶外套(3)、空心绝缘管(2)和设置在空心绝缘管(2)两端的法兰(1、5)，其特征在于：

还包括填充在空心绝缘管(2)内的至少一个圆柱体的弹性橡胶绝缘堵头(4)；所述弹性橡胶绝缘堵头(4)在自然状态下，外径略大于空心绝缘管(2)的内径。

2.根据权利要求1所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述弹性橡胶绝缘堵头(4)的数量为多个，且多个弹性橡胶绝缘堵头(4)间设置有间距。

3.根据权利要求2所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述多个弹性橡胶绝缘堵头(4)之间设置有绝缘支撑(7)。

4.根据权利要求3所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述弹性橡胶绝缘堵头(4)为高弹性橡胶材料，其断裂伸长率不小于100％，硬度不大于80邵氏A。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述弹性橡胶绝缘堵头(4)的两端部设置倒角或倒圆。

6.根据权利要求5所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述弹性橡胶绝缘堵头(4)的至少一个端面中心设有盲孔。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述硅橡胶外套(3)，在自然状态下，其内径略小于空心绝缘管(2)的外径。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的复合支柱绝缘子，其特征在于：所述弹性橡胶绝缘堵头(4)叠套在一个绝缘压紧套(8)的外侧。

9.一种复合支柱绝缘子的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.在空心绝缘管(2)上制备硅橡胶外套(3)；

b.组装其中一个法兰(5)，进行法兰(5)胶装、固化；

c.利用弹性橡胶绝缘堵头(4)的高弹特性将其端面压缩变小塞入空心绝缘管(2)且安装到位，并使最后一个弹性橡胶绝缘堵头(4)略伸出空心绝缘管(2)；

d.组装另一个法兰(1)并施力将突出的弹性橡胶绝缘堵头(4)按压至空心绝缘管(2)内腔，进行法兰(1)胶装、固化。

10.根据权利要求9所述的复合支柱绝缘子的制造方法，其特征在于：所述步骤a具体包括：

a1.将套管工装(6)小口段(61)首先插入成型加工好的硅橡胶外套(3)内，直至将硅橡胶外套(3)套装在套管工装(6)大口段(62)的外壁；

a2.将空心绝缘管(2)插入套管工装(6)大口段(62)内，且一端略伸出套管工装(6)大口段(62)；

a3.将硅橡胶外套(3)移动至空心绝缘管(2)外露端头的设定位置并将二者固定，然后将套管工装(6)另一端小口段(61)反方向抽出，直至硅橡胶外套(3)留在空心绝缘管(2)上。

Images