RU2204869C2

RU2204869C2 - High-voltage shackle insulator manufacturing process

Info

Publication number: RU2204869C2
Application number: RU2001119339/09A
Authority: RU
Inventors: Н.Т. Андрианов; А.С. Фомин; А.Д. Резников
Original assignee: ОАО "Гжельский завод Электроизолятор"
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; insulators for high-voltage power transmission lines. SUBSTANCE: in order to reduce damage to insulator in baking, to shorten drying and baking time, to avoid S-shaped cracks, and to cut down number of rejected items upon drying proposed process involves extrusion of blank from raw insulating mass with through bore formed in center of blank followed by turning the latter, its drying, glazing, and baking; after drying shackle made of same material as blank and pre-baked to temperature affording initial strength of shackle at the same time avoiding its sintering to final density of part is inserted in through bore of blank, shackle length being sufficient to ensure its resistance to voltage of 110 kV in order to avoid electrical breakdown and formation of monolithic body after baking. EFFECT: enhanced quality of insulator. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу изготовления высоковольтного изолятора стержневого типа, и может быть использовано на линиях электропередачи высокого напряжения. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to a method for manufacturing a high-voltage insulator of the rod type, and can be used on high voltage power lines.

Известен способ изготовления стержневых изоляторов, заключающийся в приготовлении фарфоровой массы, оформлении заготовки методом протяжки, оправку на токарном станке, сушку, глазуровку и обжиг. Заготовки изоляторов получают на вакуумных прессах, оборудованных специальными мундштуками-насадками (Никулин Н.В., Кортнев В.В. "Производство электрокерамических изделий". Изд. Высшая школа, М. 1965 г.). A known method of manufacturing rod insulators, which consists in the preparation of porcelain mass, the design of the workpiece by the broaching method, the mandrel on a lathe, drying, glazing and firing. Billets of insulators are obtained on vacuum presses equipped with special nozzles-nozzles (Nikulin N.V., Kortnev V.V. "Production of electroceramic products." Ed. Higher School, M. 1965).

Недостатком этого способа является то, что при изготовлении стержневых изоляторов заготовка представляет собой сплошное цилиндрическое тело, поэтому технически сложно избежать такого дефекта, как S-образная трещина, которая может проявиться при формовании, а также после сушки и даже обжига. Сушка сплошного фарфорового изделия, имеющего большие размеры, является сложной операцией, т.к. удаление влаги идет только с наружной поверхности, процессы внешней и внутренней диффузии зачастую не совпадают, что приводит к возникновению напряжений и, как правило, трещинам на изделии. Обжиг фарфоровых изделий также осложняется тем, что изделие имеет сплошную и массивную форму. The disadvantage of this method is that in the manufacture of rod insulators the workpiece is a solid cylindrical body, so it is technically difficult to avoid such a defect as an S-shaped crack, which can occur during molding, as well as after drying and even firing. Drying a solid porcelain product having large dimensions is a difficult operation, because moisture is removed only from the outer surface, the processes of external and internal diffusion often do not coincide, which leads to stresses and, as a rule, cracks in the product. The firing of porcelain products is also complicated by the fact that the product has a solid and massive shape.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления высоковольтного изолятора стержневого типа, заключающийся в экструдировании заготовок из сырой фарфоровой массы, их последующей обточке, сушке, формировании сквозного отверстия, глазуровке и обжиге (А.С 1026167, БИ 24 от 30.06.83 г.). The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a high-voltage insulator of the rod type, which consists in extruding billets from raw porcelain mass, their subsequent turning, drying, forming a through hole, glazing and firing (A.С 1026167, BI 24 from 06.30.83 g.).

Задачей изобретения является значительное уменьшение дефектов при обжиге, снижение брака при сушке изделий, невозможность образования S-образных трещин, сокращение времени сушки, сокращение времени обжига изделия. The objective of the invention is to significantly reduce defects during firing, reduce marriage during drying of products, the impossibility of the formation of S-shaped cracks, reduce drying time, reduce the time of firing of the product.

Поставленная задача решается способом изготовления высоковольтного изолятора стержневого типа, включающего экструдирование заготовки из сырой изоляционной массы с формированием сквозного отверстия в центре заготовки, ее последующую обточку, сушку, глазуровку и обжиг, причем после сушки в образованное сквозное отверстие вставляют стержень, выполненный из того же материала, что и заготовка, и предварительно обожженный до температуры, которая обеспечивает начальную прочность стержню и в то же время не спекает его до конечной плотности изделия, с образованием монолитного тела после обжига изделия. The problem is solved by a method of manufacturing a high-voltage insulator of the rod type, including extruding the workpiece from the raw insulating mass with the formation of a through hole in the center of the workpiece, its subsequent turning, drying, glazing and firing, and after drying, a rod made of the same material is inserted into the formed through hole as the workpiece, and pre-calcined to a temperature that provides initial strength to the bar and at the same time does not sinter it to a final density Cereal products to form a monolithic body after firing product.

В качестве материала стержня используют фарфоровую массу. Porcelain mass is used as the core material.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что изоляторы стержневого типа вначале формуют по типу проходного, образуя внутреннее цилиндрическое отверстие с помощью керна (оправки), диаметр которого рассчитывают исходя из требований к готовому изделию с тем, чтобы не снизить прочностные характеристики (на растяжение и изгиб). Это позволяет ликвидировать возможность появления S-образных трещин при формовании заготовки, значительно сократить время сушки за счет уменьшения пути диффузии влаги ( практически более чем вдвое) и удаления влаги с двух поверхностей ( наружной и внутренней), а также обеспечить более благоприятные условия для спекания изделия, уменьшив тем самым вероятность деформаций и трещин. The essence of the present invention lies in the fact that the rod type insulators are first formed by the type of bushing, forming an inner cylindrical hole with a core (mandrel), the diameter of which is calculated based on the requirements for the finished product so as not to reduce the strength characteristics (tensile and bending ) This makes it possible to eliminate the possibility of the appearance of S-shaped cracks when forming the workpiece, significantly reduce the drying time by reducing the diffusion path of moisture (almost more than twice) and removing moisture from two surfaces (external and internal), and also provide more favorable conditions for sintering the product , thereby reducing the likelihood of deformation and cracks.

Учитывая, что в изоляторах стержневого типа внутренние отверстия не допустимы из-за возможного электрического пробоя, настоящим изобретением предлагается в отверстие проходного изолятора вставлять стержень, изготовленный из фарфоровой массы такого же состава, что и изолятор. Стержень предварительно обжигают при температуре, которая обеспечивает начальную прочность стержня и в то же время не уплотняет его окончательно. Затем проходной изолятор вместе со стержнем обжигают до конечной температуры обжига. Длина стержня должна обеспечивать необходимое сопротивление изолятора, чтобы не было электрического пробоя. Considering that internal openings in rod-type insulators are not permissible due to possible electrical breakdown, the present invention proposes to insert a rod made of a porcelain mass of the same composition as the insulator into the bore of the bushing. The rod is preliminarily fired at a temperature that provides the initial strength of the rod and at the same time does not completely seal it. Then the bushing with the rod is fired to a final firing temperature. The length of the rod should provide the necessary insulator resistance so that there is no electrical breakdown.

На фиг. 1 представлен высоковольтный изолятор стержневого типа (в разрезе), изготовленный предлагаемым способом, после формирования сквозного отверстия и до вставки стержня, где 1 - корпус изолятора стержневого типа со сквозным отверстием 2. In FIG. 1 shows a high-voltage insulator of the rod type (in section), manufactured by the proposed method, after forming a through hole and before inserting the rod, where 1 is the housing of the insulator of the rod type with a through hole 2.

На фиг. 2 представлен высоковольтный изолятор стержневого типа (в разрезе) после вставки стержня 3, но до проведения окончательного обжига изделия. In FIG. 2 shows a high-voltage insulator of the rod type (in section) after insertion of the rod 3, but before the final firing of the product.

На фиг. 3 представлен высоковольтный изолятор стержневого типа (в разрезе), где сквозное отверстие после вставки стержня 3 и обжига изделия фактически ликвидировано до глубины, равной высоте стержня. In FIG. 3 shows a high-voltage insulator of the rod type (sectional view), where the through hole after inserting the rod 3 and firing the product is actually eliminated to a depth equal to the height of the rod.

Изолятор может быть изготовлен также из любой другой электрокерамической массы. Стержень, который вставляют в сквозное отверстие, тоже изготавливают из этой же керамической массы. The insulator can also be made of any other electroceramic mass. The rod, which is inserted into the through hole, is also made of the same ceramic mass.

Пример изготовления изолятора
На ленточном вакуумном прессе получают фарфоровую заготовку длиной 620 мм, диаметром 150 мм со сквозным отверстием диаметром 20 мм (влажность массы для протяжки равна 20%). Полученную заготовку провяливают до влажности 18,3%. Заготовку обтачивают на токарном станке горизонтального типа со специальным набором резцов. Оправленную заготовку высушивают до влажности 0,7%. Время сушки изолятора проходного типа 24 часа, в то время как время сушки такого же изолятора без отверстия 36 часов.An example of manufacturing an insulator
On a tape vacuum press, a porcelain blank 620 mm long, 150 mm in diameter with a through hole with a diameter of 20 mm is obtained (mass moisture for broaching is 20%). The resulting workpiece is dried to a moisture content of 18.3%. The workpiece is grinded on a horizontal lathe with a special set of cutters. The finished workpiece is dried to a moisture content of 0.7%. The drying time of a bushing insulator is 24 hours, while the drying time of the same insulator without a hole is 36 hours.

Высушенный изолятор глазуруют методом окунания. Стержень диаметром 20 мм и длиной 40 мм обжигают до температуры 1200^oС, при этом он дает усадку 10%. После этого стержень вставляют в высушенную и заглазурованную заготовку и направляют на совместный обжиг. Продолжительность обжига составляет 48 часов, в то время как обжиг заготовки без отверстия составляет 72 часа. Температура обжига заготовки со стержнем 1320^oС. При этом получается монолитное тело (см. фиг.3). Полученное изделие выдерживает напряжение 110 кВ и имеет механическую прочность на разрыв не менее 7 т.The dried insulator is glazed by dipping. The rod with a diameter of 20 mm and a length of 40 mm is fired to a temperature of 1200 ^o C, while it shrinks 10%. After that, the rod is inserted into the dried and glazed billet and sent for joint firing. The firing time is 48 hours, while the firing of a workpiece without a hole is 72 hours. The firing temperature of the workpiece with the rod 1320 ^o C. This results in a monolithic body (see figure 3). The resulting product withstands a voltage of 110 kV and has a mechanical tensile strength of at least 7 tons.

Claims

A method of manufacturing a rod-type high-voltage insulator, including extruding a preform from a crude insulating mass, forming a through hole in the center of the preform, turning it, drying, glazing and firing, characterized in that after drying, a rod made of the same material is inserted into the formed through hole that the billet and prebaked to a temperature that gives the initial strength to the rod and at the same time does not sinter it to the final density of the product, with a length resistance, withstanding voltage of 110 kV to avoid electrical breakdown, with the formation of a monolithic body after firing the product.