CN1889200A - 复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在有伞棱的玻璃或瓷质单层伞盘形悬式绝缘子的下表面粘接硅橡胶合成伞裙并获得双(多)层伞悬式绝缘子的技术方案。具体的结构是，合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与悬式绝缘子的伞盘的下表面相互粘接。使用该方案对已有单层伞盘形悬式绝缘子进行改造，既提高了绝缘子的防污闪性能，又没有降低其装拆串性能。

Description

复合绝缘子

                          技术领域

本发明涉及在输电线路的杆塔上悬挂导线并起绝缘作用的由瓷或钢化玻璃制造的盘形悬式绝缘子以及粘接在其上的由硅橡胶制造的合成伞裙。具体地说，本发明涉及悬式绝缘子与合成伞裙之间的粘接结构。

                          背景技术

硅橡胶是优越的电力外绝缘防污闪材料，将硅橡胶制造的合成伞裙粘接到绝缘子上，既能发挥这种材料的优越性，还可增加绝缘子的爬电距离，从而大幅度地提高绝缘子的污闪电压。

在瓷或钢化玻璃单层伞盘形悬式绝缘子上粘接硅橡胶合成伞裙的方案有多种，其中的两种在粘接完成后具有双层伞造型，与本发明较为接近。

方案一是将合成伞裙设置在已有绝缘子的铁帽的腰部，并且将合成伞裙的中间孔以筒状向下延伸，延伸部的端面与绝缘子伞盘的上表面粘实。该方案的缺点是巡线人员无法透过硅橡胶去观察铁帽的情况，不能发现铁帽出现的裂纹。

方案二是特制适合于粘接合成伞裙的盘形悬式绝缘子，这种绝缘子的伞盘的上下表面都是平坦的，在其伞盘的下表面设置有圆环形的粘接座，将合成伞裙的中间孔套装粘接在该粘接座上，获得的产品的造型与传统双层伞盘形悬式绝缘子相同。该方案的缺点之一是特制绝缘子需要较多的研制开发经费和时间；缺点之二是该方案不能应用于已在电网上运行的绝缘子和库存绝缘子，不能对这些数量巨大的传统造型的绝缘子进行改造。

                          发明内容

本发明的目的是提供在单层伞盘形悬式绝缘子上粘接硅橡胶合成伞裙的新方案，粘接后既可获得具有双层伞造型的绝缘子，又可改善上述缺点。

所说的单层伞盘形悬式绝缘子的特征是在其伞盘的下表面具有多个向下伸出的环形伞棱。这种绝缘子占挂网运行和库存的由瓷或钢化玻璃制造的单层伞盘形悬式绝缘子的绝大多数。本发明是要将合成伞裙粘接在这种绝缘子的伞盘的下表面，并形成一个独立的新生伞盘。(注：此处所说的“独立的新生伞盘”也可以称为“独立伞盘”，是指区别于单层伞盘形悬式绝缘子原有伞盘的第二层伞盘，与之相对的技术方案是将原有伞盘的直径扩大而不形成第二层伞盘)；(注：少数特殊造型的单层伞盘形悬式绝缘子，比如球面型或空气动力型，不是本发明的涉及对象)。

(在本说明书的以下部分，有时将这种在其伞盘的下表面具有多个向下伸出的环形伞棱的单层伞盘形悬式绝缘子简称为“已有绝缘子”。)

在电网运行和绝缘子制造领域，本发明的目标是人们一直渴望解决的课题。该课题长期未能解决的原因是人们的思维受到一些传统绝缘子设计条框的束缚。这些条框中最主要的一条是：盘形悬式绝缘子的伞盘的最低点应高于钢脚的最低点。它的意思是，在绝缘子串中，伞盘不应将位于其钢脚的下方的锁紧销包裹隐藏，而应让锁紧销暴露在视野之中并可以方便地触及，有利于方便地装拆锁紧销从而方便地装拆绝缘子串，特别是带电作业装拆绝缘子串。(有时电网运行单位在万般无奈的情况下会使用稍微突破这一设计条框的绝缘子，由于这会增加带电作业的工作难度，所以基本的要求仍然是伞盘对锁紧销的包裹隐藏越小越好)。

当受此条框约束的技术人员考虑在已有绝缘子的伞盘的下表面粘接合成伞裙，并形成一个独立的新生伞盘时，他会认为制成的绝缘子不可能被电网接受，这是因为设计者还必须遵守另一设计要求：相邻伞盘的伞间最小距离(注：此词为科技术语)应大于30毫米。思维受到约束的技术人员很自然地认为，在已有绝缘子的伞盘的最低点的下方30毫米以外再加一个伞盘将把锁紧销深深地包裹隐藏起来，这种绝缘子的装拆串性能十分低劣，必然被电网拒绝。

本发明的贡献之一是通过实验证明上述关于伞盘最低点与钢脚最低点关系的设计条框是一百多年来一直使用瓷或玻璃等硬性材料制造绝缘子而形成的技术偏见，它只对硬材料制造的绝缘子适用，而当使用硅橡胶等软性(弹性)材料来制造绝缘子伞盘时，此设计条框可以被大幅度突破。

这是一个很简单的实验，将普通大小的悬式绝缘子按使用状态垂直固定，由人双手握持2.5米长木棒的一端，两握点距离0.55米，用木棒的另一端去挑动绝缘子伞盘的外沿。如果绝缘子伞盘是用硬材料制造的，该伞盘外沿可被木棒挑动的位移不可见；如果绝缘子伞盘是用硅橡胶材料制造的，该伞盘外沿可被木棒挑动的向上位移不小于40毫米，且可在撤除挑动力后完好复原。

该实验表明，在已有绝缘子的伞盘的下表面粘接由硅橡胶制造的合成伞裙，并形成一个独立的新生伞盘是可行的。虽然新生伞盘会把锁紧销深深地包裹隐藏，但它的外沿可以被向上挑起并暴露出锁紧销，所以这种绝缘子的装拆串性能并不低劣，可以带电作业顺利装拆绝缘子串。

本发明是已经粘接上合成伞裙的悬式绝缘子，它含有机绝缘材料，也含无机绝缘材料，因此可以将本发明视为是复合绝缘子。本发明的具体粘接结构是，所说的合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的悬式绝缘子的伞盘的下表面相互粘接。

                            附图说明

图1是本发明第一个实施例的附图，是一个单层伞盘形悬式绝缘子粘接一个合成伞裙的局部剖视示意图。

图2是本发明第二个实施例的附图，是一个单层伞盘形悬式绝缘子粘接两个合成伞裙的局部剖视示意图。

图3是本发明第三个实施例的附图，是一个单层伞盘形悬式绝缘子粘接一个合成伞裙的局部剖视示意图。

图4是本发明第四个实施例的附图，是一个单层伞盘形悬式绝缘子粘接一个合成伞裙的局部剖视示意图。

在全部附图中，1铁帽、2钢脚、3(单层伞盘形悬式绝缘子的)伞盘、4胶装材料(水泥)、5合成伞裙、6胶粘剂、7、滴水沿、81外伞棱、82中伞棱、83内伞棱。

本发明将环形伞棱按其环的直径由大到小依次命名为外伞棱、中伞棱和内伞棱。当只有两个伞棱时，无中伞棱。无论一个已有绝缘子具有几个环形伞棱，内伞棱总是指环的直径最小的那个伞棱。

在全部附图中，对剖面后方的不重要的投影线按行业习惯有所省略。

                       具体实施方式

在附图1中，铁帽1、钢脚2、伞盘3和胶装材料4共同组成了一个单层伞盘形悬式绝缘子。该悬式绝缘子的伞盘3的下表面具有两个向下伸出的环形伞棱即外伞棱81和内伞棱83，还有一个向下伸出的环形滴水沿7。该悬式绝缘子的结构高度(注：此词为科技术语)为146毫米，伞盘3的直径为255毫米。合成伞裙5的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的悬式绝缘子的伞盘3的下表面通过胶粘剂6相互粘接(本发明将环形伞棱的全部侧表面和下表面都视为是伞盘3的下表面的一部分)。除此之外，本实施例与附图3和附图4的实施例相比还有如下特征：合成伞裙5的中间孔先以筒状向上延伸，再向筒的中心收缩延伸，整个延伸部的外侧表面的上部以及外上表面与内伞棱83范围内的伞盘3的下表面通过胶粘剂6相互粘接(此处所说的“内伞棱83范围内的伞盘3的下表面”包括内伞棱83的内侧表面在内)。在使用本发明的思路对已有绝缘子进行改造时，若有条件，应尽可能采用本实施例的粘接结构，这是因为与附图3和附图4的实施例相比，本结构粘接面的机电强度大，新生伞盘给已有绝缘子增加的爬电距离大。本实施例是本发明的最佳实施例。

在本说明书的以上叙述中，是按一个已有绝缘子加装一个合成伞裙来介绍本发明的，这是为了叙述上的方便。除此之外，按照本发明的技术思路，对某些种类的已有绝缘子加装多个合成伞裙也是可行的。以下介绍一个已有绝缘子加装两个合成伞裙的实施例。

在附图2中，铁帽1、钢脚2、伞盘3和胶装材料4共同组成了一个单层伞盘形悬式绝缘子。该悬式绝缘子的伞盘3的下表面具有两个向下伸出的环形伞棱即外伞棱81和内伞棱83，还有一个向下伸出的环形滴水沿7。该悬式绝缘子的结构高度为146毫米，伞盘3的直径为255毫米。本实施例设置了两个合成伞裙5，它们的中间孔在以筒状向上延伸时合为一体。与附图1的实施例一样，两个合成伞裙的中间孔先以筒状向上延伸，再向筒的中心收缩延伸，整个延伸部的外侧表面的上部以及外上表面与内伞棱83范围内的伞盘3的下表面通过胶粘剂6相互粘接。本实施例制得的绝缘子具有三层伞盘，其各部关系符合设计惯例，其最下伞盘的最低点比钢脚的最低点还低约25毫米，但使用的是硅橡胶材料，故装拆串性能良好。在本图中，两个合成伞裙5被制造成一体，具体实施时也可分别制造，再用硅橡胶胶粘剂粘接成一体。

在附图3中，铁帽1、钢脚2、伞盘3和胶装材料4共同组成了一个单层伞盘形悬式绝缘子。该悬式绝缘子的伞盘3的下表面具有三个向下伸出的环形伞棱即外伞棱81、中伞棱82和内伞棱83，还有一个向下伸出的环形滴水沿7。该悬式绝缘于的结构高度为146毫米，伞盘3的直径为320毫米。合成伞裙5的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的悬式绝缘子的伞盘3的下表面通过胶粘剂6相互粘接。本实施例具体的粘接结构特征是，筒状延伸部的上部伸入到中伞棱82和内伞棱83之间的环形沟槽中，该沟槽几乎完全被胶粘剂6填充，以获得良好的粘接效果。

在附图4中，铁帽1、钢脚2、伞盘3和胶装材料4共同组成了一个单层伞盘形悬式绝缘子。该悬式绝缘子的伞盘3的下表面具有两个向下伸出的环形伞棱即外伞棱81和内伞棱83，还有一个向下伸出的环形滴水沿7。该悬式绝缘子的结构高度为146毫米，伞盘3的直径为280毫米。在行业内，图示绝缘子被叫做钟罩式或深伞棱式绝缘子，它的伞棱比较发达，具有较长的爬电距离和保护爬电距离，但它的伞盘最低点低于钢脚最低点，因此装拆串性能不佳。电网运行单位只在特别严重的海洋雾污染区使用这种绝缘子。按本发明的思路对这种绝缘子进行改造时，应注意不得使其已经欠佳的装拆串性能进一步劣化。因此本实施例的合成伞裙5比较短小，且壁厚较薄。合成伞裙5的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的悬式绝缘子的伞盘3的下表面通过胶粘剂6相互粘接。本实施例具体的粘接结构特征是，筒状延伸部的上部套装到外伞棱81的外侧并与该外侧表面进行粘接。为了能用外力将合成伞裙5的外沿充分挑起，胶粘剂6只填充到外伞棱81的外侧表面的中部和上部，留出下部不予粘接。具体实施本实施例时，可以适当加大合成伞裙5的伞盘直径，以提高改造效果，但这会增加绝缘子运输和吊装施工的难度。

以下对一些有关事项进行说明。

介绍合成伞裙主体结构的技术文献已有许多。本发明的合成伞裙的主体是由硅橡胶制造的有一定厚度的中间有孔的伞状体(包括倾斜度为零的伞状体和碗形伞状体)，它的结构可以是开口式或闭合式。开口式便于对已成串的绝缘子粘接施工，闭合式的可靠性较高。本发明推荐使用闭合式，并绘制在各附图中。对于已经在输电线路杆塔上使用的绝缘子实施改造时，本发明建议先将绝缘子拆卸下来，运到车间里进行粘接，以确保粘接质量。

在具体实施本发明时，为提高合成伞裙的强度，可在各合成伞裙的下表面设置轮辐状的加强筋；为倾泄雨水，可在各合成伞裙的外沿设置滴水沿；为加大爬电距离或防冰(雨)闪，合成伞裙的直径可以大于已有绝缘子的伞盘直径；为方便绝缘子运输和吊装施工，合成伞裙的直径可以小于已有绝缘子的伞盘直径。

本发明建议使用高温硫化硅橡胶制造合成伞裙，因为用高温硫化硅橡胶制造的合成伞裙机电强度高，成本低。当然，实施者也可以使用某些高强度的室温硫化硅橡胶浇铸制造合成伞裙，这可减少初期小批量生产时购买设备的资金投入。

合成伞裙与已有绝缘子之间的粘接技术是成熟的已有技术。为方便实施，本说明书对粘接技术作适当介绍如下：

原则上各种温度硫化的硅橡胶类胶粘剂都适于合成伞裙与合成伞裙、合成伞裙与玻璃(或瓷釉)之间的粘接，也都具有良好的电气绝缘性能，能保证粘接面有足够的机械强度和电气绝缘强度。参考产品为上海橡胶制品研究所生产的D06RTV硅橡胶胶粘剂。

涂胶前的表面处理是十分重要的。对瓷釉或玻璃粘接面，总的要求是清洁干燥无油脂，一般可用丙酮擦拭，凉干后涂胶。若要进一步提高粘接强度，可先用喷砂等方法进行表面粗化处理并用丙酮擦拭，然后涂敷KH-550硅烷偶联剂，凉干后再涂胶。

对硅橡胶合成伞裙的粘接面，可先用丙酮等溶剂清洁脱脂后再用以下两方法之一进行处理：1、涂敷5％-10％的钛酸叔丁酯的三氯乙烯溶液，凉干后涂胶；2、涂敷南大-42硅烷偶联剂，凉干后涂胶。必要时可在处理前先用砂布、木锉等打磨粗化粘接面。若有条件，用等离子法进行表面活化处理更好。

若使用的是单组分室温硫化硅橡胶胶粘剂，在粘接工序完成后应静置15天左右，待深部的胶粘剂固化后方可移动被粘接件。

由于硅橡胶制造的合成伞裙具有很好的弹性，而且硅橡胶胶粘剂又有良好的流动性和填充密封能力，所以在以上各实施例中粘接面的间隙(即胶层的厚度)可以在一定范围内变动而不影响粘接效果。此外，象图3和图4两种粘接结构，合成伞裙的筒状延伸部可以由于自身的弹性收缩而适当勒紧在伞棱的外表面上，或者用热收缩硅橡胶(或冷收缩硅橡胶)制造合成伞裙的筒状延伸部以实现勒紧。对于不同的间隙情况，应有区别地选择注胶工艺或涂胶工艺进行粘接。

在本说明书的以上叙述中，是按先制造合成伞裙、再用胶粘剂将其与已有绝缘子粘接固定这一工艺程序来介绍的，这算作是第一种工艺。除此之外，将已有绝缘子支架在硅橡胶注射成型机的模具中，模具合拢后将合成伞裙(硅橡胶)按要求注射成型且粘接在已有绝缘子的伞盘的下表面上，从而获得本发明所要得到的绝缘子，可以算作是第二种工艺。再有，将已有绝缘子倒立放置在桌面上，再在已经朝上的已有绝缘子的伞盘的下表面上固定好模具，然后将高强度的室温硫化硅橡胶浇铸进模具的腔室中，待硅橡胶固化后脱模，则合成伞裙成型且粘接在已有绝缘子的伞盘的下表面上，从而获得本发明所要得到的绝缘子，可以算作是第三种工艺。在介绍了第二种和第三种工艺之后，本说明书以上所用的“粘接”措辞可以改用“固定”，以申请相应的覆盖范围。

为进一步提高绝缘子的防污闪能力，对本发明的玻璃(瓷)质部分可涂硅橡胶防污闪涂料，也可在本发明的上伞盘的上表面粘接扩径式合成伞裙。

本发明是一种关于产品的发明，同时也是对已有绝缘子改造的思路。已有绝缘子经改造后成为新型绝缘子，防污闪性能得到大幅度提高，装拆串性能又没有降低。对大量挂网绝缘子和库存绝缘子进行改造，能在保障电网安全经济运行方面产生巨大的效益。

在带电作业拆装本发明绝缘子串时，建议由一人握持绝缘操作杆向上挑起合成伞裙的外沿暴露锁紧销，另一人握持带拔销器的绝缘操作杆拔除或推入锁紧销，此外同于典型操作。(完)

Claims (7)

1、复合绝缘子，由一个瓷或钢化玻璃单层伞盘形悬式绝缘子和固定在其上的一个或多个硅橡胶合成伞裙组成，其特征在于，所说的悬式绝缘子的伞盘的下表面具有两个或两个以上向下伸出的环形伞棱；所说的合成伞裙以独立伞盘的形式被固定在所说的悬式绝缘子的伞盘的下方；具体的固定结构是，所说的合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的悬式绝缘子的伞盘的下表面的某一部分相互固定。

2、如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于，所说的固定是粘接。

3、如权利要求2所述的复合绝缘子，其特征在于，所说的粘接是用硅橡胶胶粘剂粘接。

4、如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于，所说的“具体的固定结构”是，所说的合成伞裙的中间孔先以筒状向上延伸，再向筒的中心收缩延伸，整个延伸部的外侧表面的上部以及外上表面与所说的悬式绝缘子的伞盘的下表面的在内伞棱范围内的部分相互固定。

5、如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于，所说的“具体的固定结构”是，所说的合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部伸入到所说的环形伞棱中的某两个相邻伞棱之间的环形沟槽中，并与该沟槽的表面相互固定。

6、如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于，所说的“具体的固定结构”是，所说的合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸，该筒状延伸部的上部与所说的环形伞棱的某一个侧表面相互固定。

7、如权利要求1至6之一所述的复合绝缘子，其特征在于，当所说的合成伞裙的数量为多个时，这些合成伞裙或其中的一些合成伞裙被制造成一体。

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