CN2711863Y - 复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了在瓷或玻璃悬式绝缘子上粘接硅橡胶粘贴片的结构方案。其特点是：选用草帽型悬式绝缘子或滴水沿向下延长的草帽型悬式绝缘子为基础绝缘子；粘贴片是中间有孔的环状体，其上表面与基础绝缘子伞盘的下表面相粘接，其下表面有环形棱槽。本实用新型具有粘接效果好、脱胶概率低，硅橡胶提供的爬电距离大、允许检修人员踩踏等优点。还提供了相应的吊装方案。

Description

复合绝缘子

                                 技术领域

本实用新型涉及在输电线路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高温硫化硅橡胶制造的粘贴片。

本实用新型是已经粘接上粘贴片的悬式绝缘子，它含有机绝缘材料，也含无机绝缘材料，因此称之为复合绝缘子。

                                 背景技术

硅橡胶具有优秀的电绝缘性能，它还具有憎水性和憎水迁移性，能使落到它表面上的灰尘由亲水变为憎水。将硅橡胶应用于绝缘子表面能大幅度地提高绝缘子的污闪电压，避免在潮湿天气下发生污闪事故。另一方面，硅橡胶是有机弹性体，它的机械强度不如瓷、玻璃等无机绝缘材料，难以承担数吨重甚至更重的导线。如何在输电线路外绝缘上用好硅橡胶是近年相关领域的一个技术方向。

在输电线路外绝缘上使用硅橡胶的方案之一是制造完全新式的绝缘子，以拉棒式复合绝缘子为代表。这种绝缘子用环氧树脂玻璃纤维棒做芯杆，用高温硫化硅橡胶制造芯杆的外护套及伞盘。这种绝缘子有几个不足之处，一、它是一整支绝缘体，中间没有穿插金属部件，沿绝缘子轴向的电压分布极不均匀，容易在导电异物靠近时发生闪络，比如鸟闪；二、用有机复合材料，即环氧树脂玻璃纤维棒做芯杆来承担带有高电压的导线的重量在技术上还欠成熟，发生了一些断棒事故；三、不同材料之间的界面(粘接面)是薄弱点，发生了一些沿界面击穿事故。

在输电线路外绝缘上使用硅橡胶的另一方案是在已有的瓷绝缘子的表面涂敷硅橡胶防污闪涂料。该方案的缺点是硅橡胶防污闪涂料的涂层较薄，其防污闪性能维持时间不如用高温硫化硅橡胶制造的伞盘和外护套长久，通常每隔几年要重涂一次。

在输电线路外绝缘上使用硅橡胶的另一方案是在瓷绝缘子上粘接用高温硫化硅橡胶制造的合成伞裙。申请号为90227039.7，公告号为CN2084644U，公告日为1991年9月11日的中国实用新型专利《复合绝缘子》介绍了有关的方案和技术。对于悬式绝缘子粘接合成伞裙的结构方式，该专利只给出了一个实施例，即用涂胶工艺将合成伞裙套装粘接到普通瓷绝缘子的伞盘外沿上。总体来讲，这种做法的实际运行效果良好，但它有几个不足之处，一是用普通悬式瓷绝缘子的伞盘外沿来充当粘接面欠合理。普通瓷绝缘子伞盘在制造时并未考虑到将来需要在它的上面粘接合成伞裙。为了避免磕碰损坏并倾泄雨水，其伞盘的外沿被做成较复杂的曲面，许多还设置有滴水沿。在这种情况下，欲把合成伞裙的粘接面制造得与瓷伞盘外沿吻合贴切难度较大。因此，合成伞裙粘接到普通悬式瓷绝缘子上容易发生局部不均匀拉伸或压缩，预留下不利的应力，随着时间推移出现粘接面脱胶或合成伞裙变形。二是该方案仅是加大普通悬式瓷绝缘子伞盘的直径(因此常被称为增爬裙)，面伞盘直径的加大幅度又受到许多因素的制约，故该方案用硅橡胶材料给瓷绝缘子增加的爬电距离不大。

以上三种方案的共有缺点是不允许线路检修人员踩踏，因为踩踏有可能损伤硅橡胶制品(包括硅橡胶涂层)或使粘接面脱胶。

在输电线路外绝缘上使用硅橡胶的另一方案是在瓷绝缘子的外表面采用模具硫(固)化一层硅橡胶。申请号为01237132.7，公开号为2491949，公开日为2002年5月15日的中国实用新型专利《一种复合结构的盘形悬式绝缘子》介绍了有关的方案。该方案有几个不足之处，一、由于瓷(或玻璃)零件是易碎物，且有尺寸偏差，所以在数百兆帕(MPa)的注射压力下采用模具实施该方案难度极大，该专利并未对此充分公开；二、在绝缘子的上表面使用硅橡胶既不利于踩踏又浪费材料，属于已有的技术偏见(后述)。

                                   发明内容

本实用新型的目的是提供在悬式绝缘子上粘接硅橡胶制品的新方案，粘接后的悬式绝缘子既能发挥硅橡胶的防污闪优越性又可改善上述那些不足之处。

本实用新型的构思是：选择某种盘形悬式绝缘子作为基础绝缘子，在它的伞盘的下表面粘贴上由高温硫化硅橡胶制造的粘贴片，从而发挥硅橡胶的防污闪作用。

本实用新型的构思源于对自然规律的发现。本设计人曾在浓雾天气中对使用硅橡胶的输电及变电绝缘子进行现场观察。发现经过数小时浓雾作用之后，绝缘子上表面和其它外露表面的硅橡胶都被浸润，潮湿成片，憎水性丧失；而在绝缘子下表面，特别是在绝缘子下表面的沟槽内的硅橡胶仍保持着良好的憎水性，微小的水珠成孤立状。由此发现，真正在浓雾天气中承担主要绝缘任务的是位于绝缘子下表面特别是沟槽内的硅橡胶，而位于绝缘子上表面和其它外露表面的硅橡胶此时仅起次要的绝缘作用。除此之外，绝缘子上表面和其它外露表面的硅橡胶容易受到各种环境因素(阳光、电弧、臭氧和风雨等)的侵害，其寿命也比下表面的硅橡胶短许多。根据对自然规律的发现，本实用新型主张优先在绝缘子的下表面使用硅橡胶，以避免浪费价格较贵的硅橡胶材料。由于已有技术都未对在绝缘子伞盘的上下表面使用硅橡胶的优劣进行区分，而是一视同仁，所以本实用新型具有纠正技术偏见的意义。其实际优点是能改善此类绝缘子的性能价格比，并允许踩踏。

由于选择的基础绝缘子不同，本实用新型有两个方案：

方案之一是选择草帽型盘形悬式绝缘子作为基础绝缘子。这种绝缘子只有一个伞盘，且该伞盘的下表面基本没有棱槽，比较平坦，适于充当粘接面，能获得好的粘接效果。由于这种绝缘子有良好的空气动力性能，所以也被叫做空气动力型悬式绝缘子，有时也被称为敞开型、伞下无棱型或碟型悬式绝缘子。该型绝缘子为业内人士所熟悉。

方案之二是选择滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子作为基础绝缘子。这种绝缘子需要特制，后面结合附图进一步说明。

本实用新型的粘贴片是由高温硫化硅橡胶制造的有一定厚度的中间有孔的环状体或伞状体，它的上表面与基础绝缘子的伞盘的下表面(或下表面的某一部分)在形状、大小上吻合适配；它的下表面与普通单层伞悬式绝缘子的伞盘的下表面形状相似，设置有一个或多个与其(粘贴片)中间孔同心的环形棱槽。

用电绝缘的胶粘剂将上述粘贴片的上表面与基础绝缘子的伞盘的下表面相粘接从而组成一个复合绝缘子，即为本实用新型。该复合绝缘子的外形与普通单层伞悬式绝缘子相似，但它的伞盘的下表面(包括棱槽)几乎都是由硅橡胶制造的。由于具有这一结构特征，也可将本实用新型定义为“在伞盘的下表面设置有硅橡胶制造的环形伞棱的盘形悬式绝缘子”，此定义能反映出本实用新型的结构特征，可用来解释有关的权属问题。

                             附图说明

图1是本实用新型的第一个方案(也是本实用新型的第一个实施例)的结构示意图，对伞盘和粘贴片做了半剖视。

图2是本实用新型的第二个方案(也是本实用新型的第二个实施例)的局部结构示意图，对伞盘和粘贴片做了半剖视，且只画了剖视部分，省略了铁帽和伞盘的右侧。

在全部附图中，1铁帽、2钢脚、4(瓷或钢化玻璃悬式绝缘子的)伞盘、5粘接面、6粘贴片。

                            具体实施方式

在图1中，铁帽1、钢脚2和伞盘4共同组成了一个草帽型盘形悬式绝缘子。该绝缘子的伞盘4的下表面平坦无棱槽(可以是平面或圆台侧面或球面)，粘贴片6的上表面与伞盘4的下表面在形状、大小上吻合适配，粘贴片6的上表面与伞盘4的下表面相粘接，从而组成复合绝缘子，即本实用新型的第一个实施例。粘贴片6和伞盘4通过胶粘剂相互接触的部位为粘接面5。由于粘贴片6的下表面与普通单层伞悬式绝缘子的下表面形状相似，设置有一个或多个与其中间孔同心的环形棱槽(图1中为四个棱，三个槽)，故该复合绝缘子的整体外形与普通单层伞悬式绝缘子相似，但它的伞盘的下表面(包括梭槽在内)几乎都是由硅橡胶制造的。

伞盘4外沿的滴水沿除排雨功能外还对粘接面5和粘贴片6起保护作用。

“滴水沿”是业内人士所熟悉的一个技术术语。它是指伞盘的最外沿向下倾斜程度变大的局部部分(通常用来倾泄雨水)。在一定意义上也可以将其理解为是设置在伞盘最外沿处向下的环形棱。在本说明书的两个附图中都未对滴水沿单独进行标记。

在图2中，钢脚2、伞盘4和未画上的铁帽共同组成了一个滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子。对比图2和图1可以看出，“滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子”与“草帽型盘形悬式绝缘子”的区别是前者的滴水沿向下作了延长，除此之外两者没有区别。从图2可以看出，滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子的伞盘4的下表面的滴水沿环内部分也平坦无棱槽(可以是平面或圆台侧面或球面)，粘贴片6的上表面与伞盘4的下表面的滴水沿环内部分在形状、大小上吻合适配，粘贴片6的上表面与伞盘4的下表面的滴水沿环内部分相粘接，从而组成复合绝缘子，即本实用新型的第二个实施例。粘贴片6和伞盘4通过胶粘剂相互接触的部位为粘接面5。与第一个实施例一样，该复合绝缘子的整体外形也与普通单层伞悬式绝缘子相似，它的伞盘的下表面的滴水沿环内部分(包括棱槽在内)也几乎都是由硅橡胶制造的。

本实用新型的各申请文件使用“滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子”这一措辞的目的是为了能简便地说明这种绝缘子的形状特征。这种绝缘子的主要形状特征是；1、有较长的向下或向斜下方向延伸的滴水沿，2、伞盘下表面的滴水沿环内部分平坦无棱槽。

滴水沿向下延长的好处是，随着滴水沿逐步向下延长，滴水沿对粘接面5和粘贴片6的保护作用也逐步增强。除在复合绝缘子的储运及吊装过程中能保护粘贴片6少受损伤或不受损伤外，还能减少紫外线、臭氧等环境因素对粘接面5和粘贴片6的破坏作用。图2所画的实施例的粘贴片6全部位于滴水沿的保护范围之内(粘贴片6的任何部位都不向下超过滴水沿的最低点)，从保护角度讲是较理想的方案，其缺点是硅橡胶提供的爬电距离比第一个实施例小。在实际实施时，也可以将粘贴片6下表面的环形棱的最低点设置得比滴水沿的最低点略低一些，既加大了爬电距离，又兼顾了对粘贴片6的保护(高温硫化硅橡胶有很好的弹性，在稍许挤压的情况下受损伤的概率不大)。

由于本实用新型的伞盘4的上表面为瓷材料(或钢化玻璃)，故允许检修人员踩踏。

上述90227039.7号专利已经对硅橡胶合成伞裙与瓷绝缘子的粘接技术进行了介绍。该专利自公告至今长达11年，该项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再作适当介绍如下：

除上述90227039.7号专利已经介绍的胶粘剂产品之外，还有许多胶粘剂产品适用于本实用新型，比如上海橡胶制品研究所生产的DO6RTV硅橡胶胶粘剂。原则上各种温度硫化的硅橡胶类胶粘剂都适于高温硫化硅橡胶制品与瓷釉(或玻璃)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。

涂胶前的表面处理是十分重要的。对瓷釉、玻璃的粘接面，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。

对高温硫化硅橡胶制品的粘接面，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。

为了将两个物体粘接牢固，必须对粘接面的间隙，即胶层的厚度予以适当安排，这属于粘接领域的已有技术。由此可知，对本实用新型的各申请文件中所说的“吻合适配”等词，不可解释为百分之百地在几何学上一致，而应理解为有益于粘接的工艺性吻合。

本实用新型并不要求粘贴片6的直径和伞盘4的直径完全一致，因为一致与否并不影响本实用新型的实施。在具体实施本实用新型时，对粘贴片6的中间孔的直径的长度、棱的数量、棱的长度(槽的深度)以及棱的厚度均可进行调整。还可对棱槽的形状作适当修改，特别是改善棱槽凹凸起伏的过渡圆角，以改善本实用新型的空气动力性能，减少积尘。

以下对一些有关事项进行说明。

一般来讲，已有的草帽型悬式绝缘子产品的伞盘直径较大，伞盘的向下倾斜程度较大，钢脚的长度较短。为满足输电线路现场需要，可特制草帽型悬式绝缘子，对这些参数予以调整，也包括对滴水沿的形状、倾斜角度和尺寸的调整。在特制滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子时也应安排好这些参数。

本实用新型要求粘贴片6的上表面和伞盘4的下表面(或下表面的某一部分)在形状、大小上吻合适配，这是为了便于粘接。本实用新型选择两种下表面基本平坦的绝缘子为基础绝缘子既是为了便于制造，也是为了便于粘接。若不怕麻烦，执意将伞盘4的下表面(或伞盘4的下表面的滴水沿环内部分)设置的不平坦，但仍与粘贴片6的上表面在形状、大小上吻合适配，则仍然可以制造出本实用新型，也应属于本实用新型的权属范围。

用钢化玻璃制造的悬式绝缘子不仅能实施本实用新型的两个实施例，还具有一旦劣化即会自动破碎的功能，应尽可能优先于瓷绝缘子予以选择。

粘贴片6的结构可以是开口式或闭合式，虽然开口式便于对已成串的绝缘子粘接施工，但闭合式的可靠性较高，故两者之中以闭合式为佳(参见前述90227039.7号专利)。

将本实用新型中的悬式绝缘子的瓷绝缘体制造完成后支架在硅橡胶注射成型机的模具中，模具合拢后将粘贴片6(也可以说是将流体的硅橡胶)注射成型在瓷绝缘体上，从而获得本实用新型的完整绝缘体。若这种产品的结构关系与本实用新型一致，仅是制造方法有所区别，则应属于本实用新型所包含的产品范围。

与背景技术相比较，本实用新型具有沿串长的电压分布较均匀、不易断串、不易发生全串界面贯穿性击穿(与拉棒式复合绝缘子相比)；粘贴片的粘接效果好、粘后绝缘子的脱胶概率低、硅橡胶材质提供的爬电距离大(与增爬裙相比)；防污闪功能寿命长、允许检修人员踩踏等优点，能避免污闪事故并大幅度地减少清扫工作量。

由于绝缘子伞盘上表面的爬电距离较短，故虽然本实用新型仅在绝缘子的下表面使用硅橡胶，但能达到整个复合绝缘子的爬电距离的二分之一到三分之二为硅橡胶材料，并在浓雾中承担主要绝缘作用。本实用新型的粘贴片不会受到踩踏，所以粘贴片的厚度以及其上的各环形伞棱的厚度都可以设置的很薄，加以本实用新型的制造工艺简单，所以造价不贵，具有很好的性能价格比。设置在绝缘子下表面的硅橡胶有长久的寿命。

当然，如果执意追求绝缘子表面百分之百硅橡胶化，也可在瓷质部位涂硅橡胶防污闪涂料(这将限制检修人员踩踏)。

对于第一个实施例，为避免吊装绝缘子串时起重绳索勒伤硅橡胶粘贴片，建议用以下方法吊装：将直径3毫米左右的软钢丝绳绕在铁帽下沿与伞盘之间的空隙(沟槽)中并用轧头卡紧，然后用棉布包裹钢丝绳再通过钢丝绳起吊。吊装完成后拆除钢丝绳和轧头。由于此吊装方法的诞生，在实际实施本实用新型时，可以将第一个实施例的滴水沿取消。

Claims (2)

1、复合绝缘子，由一个瓷或钢化玻璃盘形悬式绝缘子和粘接在该盘形悬式绝缘子上的由高温硫化硅橡胶制造的粘贴片组成，其特征在于，所说的盘形悬式绝缘子是草帽型盘形悬式绝缘子；所说的粘贴片是中间有孔的环状体或伞状体，所说的粘贴片的上表面与所说的盘形悬式绝缘子的伞盘的下表面在形状、大小上吻合适配，所说的粘贴片的下表面设置有一个或多个与其中间孔同心的环形棱槽；所说的粘贴片的上表面与所说的盘形悬式绝缘子的伞盘的下表面相粘接。

2、复合绝缘子，由一个瓷或钢化玻璃盘形悬式绝缘子和粘接在该盘形悬式绝缘子上的由高温硫化硅橡胶制造的粘贴片组成，其特征在于，所说的盘形悬式绝缘子是滴水沿向下延长的草帽型盘形悬式绝缘子：所说的粘贴片是中间有孔的环状体或伞状体，所说的粘贴片的上表面与所说的盘形悬式绝缘子的伞盘的下表面的滴水沿环内部分在形状、大小上吻合适配，所说的粘贴片的下表面设置有一个或多个与其中间孔同心的环形棱槽：所说的粘贴片的上表面与所说的盘形悬式绝缘子的伞盘的下表面的滴水沿环内部分相粘接。