CN201309431Y - 一种新型高速电力机车用云母陶瓷绝缘子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高速电力机车用云母陶瓷绝缘子，它包括云母陶瓷绝缘体和金属嵌接件，金属嵌接件包括上、下两个独立的极柱，上极柱在被陶瓷体所包围的内端上紧接外端处设置一直径大于外端的圆柱体，在圆柱体下设置一截圆锥筒形体，在圆锥形筒下方设一六方柱体形筒体。在下极柱的内端，设有三个直径不同的圆柱结构。由于采用了新设计的金属极柱的结构及耐高温的云母陶瓷作绝缘体，使所设计的绝缘子克服了传统的有机材料绝缘子不耐高温、容易老化、使用寿命短的缺点，完全满足该大功率电动机车高速行驶的特殊要求，其使用寿命比现有的产品显著增长。

Description

一种新型高速电力机车用云母陶瓷绝缘子

技术领域

本实用新型涉及一种电力机车用的绝缘子，特别是一种新型高速电力机车用的云母陶瓷绝缘子。

背景技术

随着对铁路运输的需求日益增加，近年来国内纷纷引进外国先进的新型高速电力机车的整车制造技术。因此，对国外技术的吸收、消化，使机车各零部件逐步实现国产化已成为当务之急。

绝缘子是电力系统的重要零部件。引进的新型高速电力机车中，基本上都是采用大功率交流传动的动力方式，不同于目前国内主流的交直流传动电力机车。在现有的交直流传动电力机车中普遍使用的是采用橡胶、树脂等有机材料合成的复合绝缘子，这种绝缘子相对传统的陶瓷绝缘子具有制造工艺相对简单、成型比较容易、产品质量可靠性较高等优点。但是，有机材料本身还存在着明显的缺点，如耐温、耐老化性能差。一般的有机绝缘材料最高使用温度不超过300℃，并且当温度较高时其使用寿命也大打折扣。新型高速电力机车的高压电机等部位在运行时产生大量的热量，电机内温度往往达到100℃以上。随着环境温度上升，有机材料的老化速度加快，使用寿命缩短，并产生开裂、机械、电气性能下降等问题，严重影响产品的质量稳定性。原先应用于交直流传动系统的绝缘子产品无法完全满足新型高速电力机车的需求。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能满足大功率交流电力机车使用要求的云母陶瓷绝缘子。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种新型电力机车用云母陶瓷绝缘子，包括云母陶瓷绝缘体和金属嵌接件，其中，金属嵌接件包括上、下两个独立的极柱，两个极柱都分为外端和内端，内端嵌接在绝缘陶瓷中，下极柱的外端通过外螺纹或内螺纹安装在机车电机外壳等固定物上，上极柱的外端作为导入电机的电缆线和外来电源电缆相连的接线柱并通过外螺纹和螺帽固定，极柱在被陶瓷体所包围的内端，其设计的要诣在于如何提高其与绝缘材料的结合强度及保证两内端之间有足够的绝缘电阻。两内端可有相同的设计，也可为不同的设计。本实用新型的实例为两内端不同结构的设计，上极柱在被陶瓷体所包围的内端上紧接外端处设置一直径大于外端的圆柱体，在圆柱体下设置一圆锥筒形体，该圆锥形筒壁厚2--5mm，内壁设为三角牙型的环状沟槽结构或螺纹结构，在圆锥形筒体下方设一六方柱体形筒体，其内径与圆锥形筒体内部一致，其内壁同样设有三角牙型环状沟槽的结构或螺纹结构；在下极柱的内端，设有三个圆柱体结构：在紧接外端处设一直径大于外端的圆柱，在紧接该圆柱处设一直径大于该圆柱的第二个圆柱，紧接该大的圆柱下设一直径小于上极柱的内端圆锥筒和六方柱筒体内径2-16mm、并具有外螺纹的柱体；上、下极柱的两内端间的最小直线距离保持1-8mm之间，下极柱内端的端部圆柱体伸入至上极柱内端的圆锥筒和六方柱筒的空间中。绝缘子的具体外形、尺寸可以根据电路中的安装位置而定。

在下极柱的内端的一大直径的第二个圆柱体端面上设一具有合适坡度的斜坡面，斜面的坡度保持在0-30度范围内，使其更具有良好的成型性能，最终产品的机械强度、电气强度能够更好满足使用要求。此外，为了辅助增加绝缘子产品的扭矩等，可以将下极柱内端中间部位的圆柱体设计成六方柱面的结构，并且在柱面中增加一环形凹槽以提高极柱与陶瓷体的附着力。

为进一步提高本实用新型的绝缘强度，在内端的顶部设计一倒角以增加上下极柱的有效电压击穿距离，同时减小了两个极柱之间尖端放电的几率。

本实用新型的技术方案在其极柱内端的结构上还有很多的变化方式，如下极柱内端的中部大直径圆柱设计成与上极柱内端类似的六边柱面结构以提高绝缘子的扭矩，同时在六方柱面上设计一环形凹槽以辅助提高陶瓷体和金属极柱之间的附着力及其它机械强度等。为了提高绝缘子的机械强度，可以将上、下极柱的内端柱体上的三角牙型环状沟槽设计为螺纹状，该结构能够有效提高绝缘子的扭矩。上、下极柱可以是其中之一设计为螺纹结构，也可以同时设计为螺纹结构。还可以将上极柱内端的六方柱体形筒体改为外表面滚花纹的圆柱筒体结构。总之，上、下极柱内端的各种结构改变均属本实用新型的范围。

为了满足不同使用位置的安装要求，绝缘子的外型尺寸也根据安装位置的要求而设计。由于用于绝缘的材料是采取高温模压云母陶瓷技术，要先在模腔中安置金属嵌接件，然后将高温坯料模压成型，绝缘子的外型可通过模腔的设计而改变。

由于采用了如上技术方案，本实用新型具有的有益效果如下：由于采用了新设计的金属极柱的结构及耐高温的云母陶瓷作绝缘体，使所设计的绝缘子克服了传统的有机材料绝缘子不耐高温、容易老化、使用寿命短的缺点。尤其是在高速机车机械应力、高温、高压等共同作用下，其耐高温、耐老化性能指标完全满足该大功率电动机车高速行驶的特殊要求，其使用寿命比现有的产品显著增长。

附图说明

图1为本实用新型云母陶瓷绝缘子的剖面结构示意图

具体实施方式

结合上述附图，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明：

如图1所示，为本实用新型云母陶瓷绝缘子的剖面结构示意图，该绝缘子由上极柱A、下极柱B、云母陶瓷绝缘材料C三部分组成。

采用云母陶瓷热压成型后，由所设计的热压模内腔形状决定云母陶瓷绝缘体的外形，同时陶瓷体把上极柱A和和下极柱B的内端包紧并严密填充该两极柱的内端之间，形成优异的机械强度和绝缘强度；绝缘子的外表面中部为一六方柱腰，其上下部为圆台形状结构，是本实用新型的外部形状之一。

如图1所示，上极柱A的外端为上极柱与外部连接的螺杆1；上极柱的内端设有圆柱状体2、圆锥筒形体3，筒体的壁厚为2-5mm，筒体内壁设有螺纹结构7；在紧接圆锥形筒体处设有一六方体筒结构，在该六方体筒上设有一环形凹槽6，把该六方体筒区隔成4、5两个六方体筒面，其内部与圆锥筒形体3的内部完全相同。

如图1所示，下极柱B的外端为下极柱与外部连接的外端螺杆15。下极柱的内端设有三个不同直径的圆柱状结构，与外端15紧接的一圆柱结构14，其直径比外端15大；紧接圆柱结构14的另一圆柱结构，其直径比14的还要大，在该圆柱结构的中部设一环形凹槽12，将该圆柱区隔成10和11两部分；最内端的圆柱结构8为螺纹结构，其直径比上极柱的内端部分的圆锥筒3和六方筒4、5的内径小10mm，以便成型时伸入其中并保持足够距离；在圆柱结构10与8相连的截面上，设一坡度为10度的圆锥状的斜坡面9；11与14相联连的截面上在设一圆锥状表面结构13；上述的最内端的圆柱结构8也可设计成向外扩张的喇叭口状结构。

上述极柱的内端结构看起来比较复杂，但却能大大提高金属极柱与云母陶瓷的结合强度，使云母陶瓷绝缘子在使用寿命上有显著的增长。

Claims (5)

1、一种新型高速电力机车用云母陶瓷绝缘子，包括云母陶瓷绝缘体和金属嵌接件，金属嵌接件包括上、下2个独立的极柱，2个极柱都分为外端和内端，内端嵌接在云母陶瓷绝缘体中，下极柱的外端通过外螺纹或内螺纹安装在机车电机外壳固定物上，上极柱的外端作为导入电机的电缆线和外来电源电缆相连的接线柱并通过外螺纹和螺帽固定，其特征在于：所述上极柱在被陶瓷体所包围的内端上紧接外端处设置一直径大于外端的圆柱体，在圆体下设置一圆锥筒形体，该圆锥形筒壁厚2--5mm，内壁设有三角牙型的沟槽或螺纹结构，在圆锥形筒体下方设一六方柱形筒体，其内径与圆锥形筒体下部一致，其内壁同样设有三角牙型沟槽或螺纹结构；在下极柱的内端设有三个圆柱体结构，在紧接外端处设一直径大于外端的圆柱，在该圆柱下再设一直径大于该圆柱的第二个圆柱，紧接该大的圆柱下设一直径小于上极柱的内端圆锥筒和六方柱筒体内径2-16mm的并具有外螺纹的柱体；上、下极柱的两内端间的最小直线距离保持1-8mm之间，下极柱内端的端部圆柱体伸入至上极柱内端的圆锥筒和六方柱筒的空间中。

2、根据权利要求1所述的云母陶瓷绝缘子，其特征在于，在所述下极柱内端的大直径的第二个圆柱面上设有一具坡度的斜坡面，斜面的坡度保持在0-30度范围内。

3、根据权利要求1所述的云母陶瓷绝缘子，其特征在于，在所述上、下极柱的内端的顶部设有一用于增加有效电压击穿距离、减小了两个极柱之间尖端放电的几率的倒角。

4、根据权利要求1所述的云母陶瓷绝缘子，其特征在于，在所述下极柱的最内端部设计成向外扩张的喇叭口形状。

5、根据权利要求1所述的云母陶瓷绝缘子，其特征在于，在所述六方柱筒下部设一凹槽。