專利名稱：一種新型高速電力機(jī)車用云母陶瓷絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力機(jī)車用的絕緣子，特別是一種新型高速電力機(jī)車用的云母陶瓷絕緣子。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)男枨笕找嬖黾樱陙韲?guó)內(nèi)紛紛引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)的新型高速電力機(jī)車的整車制造技術(shù)。因此，對(duì)國(guó)外技術(shù)的吸收、消化，使機(jī)車各零部件逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化已成為當(dāng)務(wù)之急。
絕緣子是電力系統(tǒng)的重要零部件。引進(jìn)的新型高速電力機(jī)車中，基本上都是采用大功率交流傳動(dòng)的動(dòng)力方式，不同于目前國(guó)內(nèi)主流的交直流傳動(dòng)電力機(jī)車。在現(xiàn)有的
交直流傳動(dòng)電力機(jī)車中普遍使用的是采用橡膠、樹脂等有機(jī)材料合成的復(fù)合絕緣子，這種絕緣子相對(duì)傳統(tǒng)的陶瓷絕緣子具有制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成型比較容易、產(chǎn)品質(zhì)量可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)。但是，有機(jī)材料本身還存在著明顯的缺點(diǎn)，如耐溫、耐老化性能
差。 一般的有機(jī)絕緣材料最高使用溫度不超過30(TC，并且當(dāng)溫度較高時(shí)其使用壽命也大打折扣。新型高速電力機(jī)車的高壓電機(jī)等部位在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，電機(jī)內(nèi)溫度往往達(dá)到IO(TC以上。隨著環(huán)境溫度上升，有機(jī)材料的老化速度加快，使用壽命縮短，并產(chǎn)生開裂、機(jī)械、電氣性能下降等問題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。原先應(yīng)用于交直流傳動(dòng)系統(tǒng)的絕緣子產(chǎn)品無法完全滿足新型高速電力機(jī)車的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種能滿足大功率交流電力機(jī)車使用要求的云母陶瓷絕緣子。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種新型電力機(jī)車用云母陶瓷絕緣子，包括云母陶瓷絕緣體和金屬嵌接件，其中，金屬嵌接件包括上、下兩個(gè)獨(dú)立的極柱，兩個(gè)極柱都分為外端和內(nèi)端，內(nèi)端嵌接在絕緣陶瓷中，下極柱的外端通過外螺紋或內(nèi)螺紋安裝在機(jī)車電機(jī)外殼等固定物上，上極柱的外端作為導(dǎo)入電機(jī)的電纜線和外來電源電纜相連的接線柱并通過外螺紋和螺帽固定，極柱在被陶瓷體所包圍的內(nèi)端，其設(shè)計(jì)的要詣在于如何提高其與絕緣材料的結(jié)合強(qiáng)度及保證兩內(nèi)端之間有足夠的絕緣電阻。兩內(nèi)端可有相同的設(shè)計(jì)，也可為不同的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的實(shí)例為兩內(nèi)端不同結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，上極柱在被陶瓷體所包圍的內(nèi)端上緊接外端處設(shè)置一直徑大于外端的圓柱體，在圓柱體下設(shè)置一圓錐筒形體，該圓錐形筒壁厚2-5mm，內(nèi)壁設(shè)為三角牙型的環(huán)狀溝槽結(jié)構(gòu)或螺紋結(jié)構(gòu)，在圓錐形筒體下方設(shè)一六方柱體形筒體，其內(nèi)徑與圓錐形筒體內(nèi)部一致，其內(nèi)壁同樣設(shè)有三角牙型環(huán)狀溝槽的結(jié)構(gòu)或螺紋結(jié)構(gòu)；在下極柱的內(nèi)端，設(shè)有三個(gè)圓柱體結(jié)構(gòu)在緊接外端處設(shè)一直徑大于外端的圓柱，在緊接該圓柱處設(shè)一直徑大于該圓柱的第二個(gè)圓柱，緊接該大的圓柱下設(shè)一直徑小于上極柱的內(nèi)端圓錐筒和六方柱筒體內(nèi)徑2-16mm、并具有外螺紋的柱體；上、下極柱的兩內(nèi)端間的最小直線距離保持l-8mm之間，下極柱內(nèi)端的端部圓柱體伸入至上極柱內(nèi)端的圓錐筒和六方柱筒的空間中。絕緣子的具體外形、尺寸可以根據(jù)電路中的安裝位置而定。
在下極柱的內(nèi)端的一大直徑的第二個(gè)圓柱體端面上設(shè)一具有合適坡度的斜坡面，斜面的坡度保持在0-30度范圍內(nèi)，使其更具有良好的成型性能，最終產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度能夠更好滿足使用要求。此外，為了輔助增加絕緣子產(chǎn)品的扭矩等，可以將下極柱內(nèi)端中間部位的圓柱體設(shè)計(jì)成六方柱面的結(jié)構(gòu)，并且在柱面中增加一環(huán)形凹槽以提高極柱與陶瓷體的附著力。
為進(jìn)一步提高本實(shí)用新型的絕緣強(qiáng)度，在內(nèi)端的頂部設(shè)計(jì)一倒角以增加上下極柱的有效電壓擊穿距離，同時(shí)減小了兩個(gè)極柱之間尖端放電的幾率。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案在其極柱內(nèi)端的結(jié)構(gòu)上還有很多的變化方式，如下極柱內(nèi)端的中部大直徑圓柱設(shè)計(jì)成與上極柱內(nèi)端類似的六邊柱面結(jié)構(gòu)以提高絕緣子的扭矩，同時(shí)在六方柱面上設(shè)計(jì)一環(huán)形凹槽以輔助提高陶瓷體和金屬極柱之間的附著力及其它機(jī)械強(qiáng)度等。為了提高絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度，可以將上、下極柱的內(nèi)端柱體上的三角牙型環(huán)狀溝槽設(shè)計(jì)為螺紋狀，該結(jié)構(gòu)能夠有效提高絕緣子的扭矩。上、下極柱可以是其中之一設(shè)計(jì)為螺紋結(jié)構(gòu)，也可以同時(shí)設(shè)計(jì)為螺紋結(jié)構(gòu)。還可以將上極柱內(nèi)端的六方柱體形筒體改為外表面滾花紋的圓柱筒體結(jié)構(gòu)?？傊?、下極柱內(nèi)端的各種結(jié)構(gòu)改變均屬本實(shí)用新型的范圍。
為了滿足不同使用位置的安裝要求，絕緣子的外型尺寸也根據(jù)安裝位置的要求而設(shè)計(jì)。由于用于絕緣的材料是采取高溫模壓云母陶瓷技術(shù)，要先在模腔中安置金屬嵌接件，然后將高溫坯料模壓成型，絕緣子的外型可通過模腔的設(shè)計(jì)而改變。
由于采用了如上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有的有益效果如下由于采用了新設(shè)計(jì)的金屬極柱的結(jié)構(gòu)及耐高溫的云母陶瓷作絕緣體，使所設(shè)計(jì)的絕緣子克服了傳統(tǒng)的有機(jī)材料絕緣子不耐高溫、容易老化、使用壽命短的缺點(diǎn)。尤其是在高速機(jī)車機(jī)械應(yīng)力、高溫、高壓等共同作用下，其耐高溫、耐老化性能指標(biāo)完全滿足該大功率電動(dòng)機(jī)車高速行駛的特殊要求，其使用壽命比現(xiàn)有的產(chǎn)品顯著增長(zhǎng)。

圖1為本實(shí)用新型云母陶瓷絕緣子的剖面結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
結(jié)合上述附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
如圖1所示，為本實(shí)用新型云母陶瓷絕緣子的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，該絕緣子由上極
柱A、下極柱B、云母陶瓷絕緣材料C三部分組成。
采用云母陶瓷熱壓成型后，由所設(shè)計(jì)的熱壓模內(nèi)腔形狀決定云母陶瓷絕緣體的外
形，同時(shí)陶瓷體把上極柱A和和下極柱B的內(nèi)端包緊并嚴(yán)密填充該兩極柱的內(nèi)端之間，形成優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度；絕緣子的外表面中部為一六方柱腰，其上下部為圓臺(tái)形狀結(jié)構(gòu)，是本實(shí)用新型的外部形狀之一。
如圖1所示，上極柱A的外端為上極柱與外部連接的螺桿1;上極柱的內(nèi)端設(shè)有圓柱狀體2、圓錐筒形體3，筒體的壁厚為2—5mm，筒體內(nèi)壁設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)7;在緊接圓錐形筒體處設(shè)有一六方體筒結(jié)構(gòu)，在該六方體筒上設(shè)有一環(huán)形凹槽6，把該六方體筒區(qū)隔成4、 5兩個(gè)六方體筒面，其內(nèi)部與圓錐筒形體3的內(nèi)部完全相同。
如圖1所示，下極柱B的外端為下極柱與外部連接的外端螺桿15。下極柱的內(nèi)端設(shè)有三個(gè)不同直徑的圓柱狀結(jié)構(gòu)，與外端15緊接的一圓柱結(jié)構(gòu)14，其直徑比外端15大；緊接圓柱結(jié)構(gòu)14的另一圓柱結(jié)構(gòu)，其直徑比14的還要大，在該圓柱結(jié)構(gòu)的中部設(shè)一環(huán)形凹槽12，將該圓柱區(qū)隔成10和11兩部分；最內(nèi)端的圓柱結(jié)構(gòu)8為螺紋結(jié)構(gòu)，其直徑比上極柱的內(nèi)端部分的圓錐筒3和六方筒4、 5的內(nèi)徑小10iM，以便成型時(shí)伸入其中并保持足夠距離；在圓柱結(jié)構(gòu)10與8相連的截面上，設(shè)一坡度為10度的圓錐狀的斜坡面9; 11與14相聯(lián)連的截面上在設(shè)一圓錐狀表面結(jié)構(gòu)13;上述的最內(nèi)端的圓柱結(jié)構(gòu)8也可設(shè)計(jì)成向外擴(kuò)張的喇叭口狀結(jié)構(gòu)。
上述極柱的內(nèi)端結(jié)構(gòu)看起來比較復(fù)雜，但卻能大大提高金屬極柱與云母陶瓷的結(jié)合強(qiáng)度，使云母陶瓷絕緣子在使用壽命上有顯著的增長(zhǎng)。
權(quán)利要求1、一種新型高速電力機(jī)車用云母陶瓷絕緣子，包括云母陶瓷絕緣體和金屬嵌接件，金屬嵌接件包括上、下2個(gè)獨(dú)立的極柱，2個(gè)極柱都分為外端和內(nèi)端，內(nèi)端嵌接在云母陶瓷絕緣體中，下極柱的外端通過外螺紋或內(nèi)螺紋安裝在機(jī)車電機(jī)外殼固定物上，上極柱的外端作為導(dǎo)入電機(jī)的電纜線和外來電源電纜相連的接線柱并通過外螺紋和螺帽固定，其特征在于所述上極柱在被陶瓷體所包圍的內(nèi)端上緊接外端處設(shè)置一直徑大于外端的圓柱體，在圓體下設(shè)置一圓錐筒形體，該圓錐形筒壁厚2--5mm，內(nèi)壁設(shè)有三角牙型的溝槽或螺紋結(jié)構(gòu)，在圓錐形筒體下方設(shè)一六方柱形筒體，其內(nèi)徑與圓錐形筒體下部一致，其內(nèi)壁同樣設(shè)有三角牙型溝槽或螺紋結(jié)構(gòu)；在下極柱的內(nèi)端設(shè)有三個(gè)圓柱體結(jié)構(gòu)，在緊接外端處設(shè)一直徑大于外端的圓柱，在該圓柱下再設(shè)一直徑大于該圓柱的第二個(gè)圓柱，緊接該大的圓柱下設(shè)一直徑小于上極柱的內(nèi)端圓錐筒和六方柱筒體內(nèi)徑2-16mm的并具有外螺紋的柱體；上、下極柱的兩內(nèi)端間的最小直線距離保持1-8mm之間，下極柱內(nèi)端的端部圓柱體伸入至上極柱內(nèi)端的圓錐筒和六方柱筒的空間中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云母陶瓷絕緣子，其特征在于，在所述下極柱內(nèi)端的大直徑的第二個(gè)圓柱面上設(shè)有一具坡度的斜坡面，斜面的坡度保持在0-30度范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云母陶瓷絕緣子，其特征在于，在所述上、下極柱的內(nèi)端的頂部設(shè)有一用于增加有效電壓擊穿距離、減小了兩個(gè)極柱之間尖端放電的幾率的倒角。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云母陶瓷絕緣子，其特征在于，在所述下極柱的最內(nèi)端部設(shè)計(jì)成向外擴(kuò)張的喇叭口形狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云母陶瓷絕緣子，其特征在于，在所述六方柱筒下部設(shè)一凹槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型高速電力機(jī)車用云母陶瓷絕緣子，它包括云母陶瓷絕緣體和金屬嵌接件，金屬嵌接件包括上、下兩個(gè)獨(dú)立的極柱，上極柱在被陶瓷體所包圍的內(nèi)端上緊接外端處設(shè)置一直徑大于外端的圓柱體，在圓柱體下設(shè)置一截圓錐筒形體，在圓錐形筒下方設(shè)一六方柱體形筒體。在下極柱的內(nèi)端，設(shè)有三個(gè)直徑不同的圓柱結(jié)構(gòu)。由于采用了新設(shè)計(jì)的金屬極柱的結(jié)構(gòu)及耐高溫的云母陶瓷作絕緣體，使所設(shè)計(jì)的絕緣子克服了傳統(tǒng)的有機(jī)材料絕緣子不耐高溫、容易老化、使用壽命短的缺點(diǎn)，完全滿足該大功率電動(dòng)機(jī)車高速行駛的特殊要求，其使用壽命比現(xiàn)有的產(chǎn)品顯著增長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B60M1/16GK201309431SQ200820124339
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者通 代, 呂寶林, 宋魯源, 戈榮江, 王永軍, 王勝軍, 科 程 申請(qǐng)人:北京中材人工晶體有限公司