專利名稱：新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種盤形懸式瓷絕緣子(以下稱絕緣子)，特別是涉及用于輸電線路的一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子。近些年來，隨著電力在中國的普及使用，起絕緣和固定導線作用的盤形懸式絕緣子在輸變電系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。
現(xiàn)有技術中，大量使用的盤形懸式絕緣子由絕緣件、鐵帽和鋼腳用硅酸鹽水泥膠合劑膠裝而成。鐵帽及鋼腳與膠合劑接觸表面涂一層緩沖層。鋼腳頂部粘有墊片。絕緣件表面覆釉。鐵帽、鋼腳表面全部熱鍍鋅。
在輸變電系統(tǒng)中使用的絕緣子，若發(fā)生斷裂，會造成設備損壞甚至人身傷害事故，導致變電站供電線路部分或全部停電，造成巨大經(jīng)濟損失和社會影響。研究人員通過深入分析與調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生斷裂的主要原因是絕緣件、鐵帽、鋼腳和膠合劑的熱膨脹系數(shù)不同，所以在環(huán)境溫度產(chǎn)生變化時，絕緣件、鐵帽、鋼腳和膠合劑的體積變化不能同步，這樣在絕緣子頭部內(nèi)部就會產(chǎn)生危險的熱應力。絕緣子在長期的熱應力和機械負荷作用下運行會累計產(chǎn)生機械應力，這種機械應力會使絕緣子的機電破壞強度有明顯的下降，最終在各種因素的作用下導致絕緣子斷裂。
這對于絕緣子的結(jié)構(gòu)設計以及材料使用就提出了較高的要求。
正因為如此，人們在設計絕緣子頭部結(jié)構(gòu)的時候，積極尋找在最大程度上減小這種機械應力的方法。經(jīng)過分析與實驗驗證，其主要方法就是通過合理的絕緣子頭部結(jié)構(gòu)設計，使得絕緣件、鐵帽、鋼腳和膠合劑之間能夠進行適度的相對滑動。在環(huán)境溫度發(fā)生變化時，這種適度的滑動可使絕緣子各構(gòu)件之間的相對位置趨于合理，從而減小絕緣子頭部內(nèi)產(chǎn)生的熱應力。
現(xiàn)今廣為應用的盤形懸式絕緣子絕緣件頭部結(jié)構(gòu)有圓錐形和圓柱形兩種。這兩種絕緣子在溫度變化時，各構(gòu)件之間能夠產(chǎn)生一定的滑動。
具有圓錐形頭部結(jié)構(gòu)的絕緣子，其絕緣件內(nèi)外表面覆蓋著一層光滑的釉，這就使絕緣件頭部內(nèi)、外壁與膠合劑間可以產(chǎn)生相對滑移。在溫度變化時，絕緣件頭部內(nèi)、外側(cè)發(fā)生絕緣件與膠合劑之間的相對滑動，在一定程度上減小了絕緣子頭部產(chǎn)生危害絕緣子安全的熱應力。
具有圓柱形頭部絕緣件的絕緣子，其絕緣件圓柱形頭部內(nèi)、外壁覆蓋有瓷砂，由于瓷砂面非常粗糙，絕緣件和膠合劑間不能相對滑動，而鐵帽和鋼腳對膠合劑之間可以相對滑動。在環(huán)境溫度變化時，絕緣件頭部外側(cè)發(fā)生外側(cè)膠合劑與鐵帽之間的相對滑動，絕緣件頭部內(nèi)側(cè)發(fā)生內(nèi)側(cè)膠合劑與鋼腳之間的相對滑動。這兩種滑動也能夠在一定程度上減小絕緣子頭部產(chǎn)生的熱應力。
雖然上述兩種頭部結(jié)構(gòu)，都能在一定程度上減小絕緣子頭部產(chǎn)生危害絕緣子安全的熱應力。但是由于圓錐形頭部的絕緣子結(jié)構(gòu)不便于實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化以及圓柱形頭部結(jié)構(gòu)的絕緣子耐電擊穿性能相對較弱等原因，不能保證絕緣子的性能要求，因而不能從根本上解決絕緣子在運行中的安全問題。本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術之不足，在現(xiàn)有絕緣子基礎上做出改進，其目的在于提供一種機電性能優(yōu)良且易于加工的新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子，包括絕緣件、鐵帽和鋼腳，其特征在于所說的絕緣件頭部外壁形狀為類似錐形頭絕緣件的錐形；內(nèi)壁形狀為類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形。
上述類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形內(nèi)壁牢固的覆有一層瓷砂。
上述絕緣件頭部技術參數(shù)為(見圖2)1.絕緣件頭部外壁上下直徑之比D/d＝1.05～1.25；2.絕緣件頭部內(nèi)壁上下直徑之比D′/d′＝0.90～1.00。
根據(jù)研究證明，當絕緣子的絕緣件頭部特征符合以上條件，當溫度發(fā)生變化時，絕緣子各構(gòu)件之間能夠進行適度的相對滑動，從而獲得良好的抗熱應力能力。
由于絕緣件外壁為錐形，上述絕緣子各構(gòu)件之間進行的適度相對滑動，在絕緣件頭部外側(cè)的滑移是絕緣件和外側(cè)膠合劑之間的相對滑移。
由于絕緣件內(nèi)壁為近似的圓柱形，上述絕緣子各構(gòu)件之間進行的適度相對滑動，在絕緣件頭部內(nèi)側(cè)的滑移是鋼腳和內(nèi)側(cè)膠合劑之間的相對滑移。
采用上述結(jié)構(gòu)設計的絕緣子，其另一個很重要的特點是優(yōu)良的耐電擊穿性能。
眾所周知，懸式絕緣子擊穿電壓與絕緣件易擊穿部位的厚度δ有直接關系，δ越大，擊穿電壓越高。
圖3、圖4、圖5所示的是相同絕緣等級的本發(fā)明、圓錐頭結(jié)構(gòu)絕緣子和圓柱頭結(jié)構(gòu)絕緣子的絕緣件剖面。δ、δ′和δ″分別表示這三種絕緣子易擊穿厚度。從圖中可以看出δ＞δ′；δ＞δ″。
也就是說，本發(fā)明的絕緣件易擊穿部位的厚度δ最大，因此其擊穿電壓也是最高的。
本發(fā)明所介紹的新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子，結(jié)合了現(xiàn)有技術中圓錐頭結(jié)構(gòu)絕緣子和圓柱頭結(jié)構(gòu)絕緣子的優(yōu)點，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計合理，減小了絕緣子頭部產(chǎn)生的熱應力，保證絕緣子的運行安全，而且具有良好的耐電擊穿性能，便于加工，適用范圍廣泛。

圖1為本發(fā)明半剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明全剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明絕緣件剖面圖。
圖4為圓錐頭結(jié)構(gòu)絕緣子的絕緣件剖面圖。
圖5為圓柱頭結(jié)構(gòu)絕緣子的絕緣件剖面圖。
圖中符號說明1、絕緣件；2、鐵帽；3、鋼腳；4、外側(cè)膠合劑；5、內(nèi)側(cè)膠合劑；6、瓷砂；7、墊片。
下面結(jié)合附圖詳細介紹本發(fā)明具體實施例。如圖1所示，本實施例所介紹的一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子，主要由絕緣件1、鐵帽2和鋼腳3組成。絕緣件1頭部外壁形狀為類似錐形頭絕緣件的錐形，表面無瓷砂；內(nèi)壁形狀為類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形；絕緣件1、鐵帽2和鋼腳3用膠合劑4、5或者其它膠合劑材料膠裝而成。
根據(jù)圖2所示參數(shù)，本實施例絕緣件1頭部，還應當具備以下技術參數(shù)1.絕緣件1頭部外壁上下直徑D、d之比D/d＝1.05～1.25；2.絕緣件1頭部內(nèi)壁上下直徑D′、d′之比D′/d′＝0.90～1.00。
3.絕緣件1頭部內(nèi)壁圓柱面上牢固的覆有一層瓷砂6。
當絕緣子的絕緣件1頭部特征符合上述三個條件，在溫度發(fā)生變化時，絕緣子各構(gòu)件之間能夠進行適度的相對滑動，即絕緣件1外壁為近似的錐形，絕緣件1頭部外側(cè)的滑移是絕緣件1和外側(cè)膠合劑4之間的相對滑移；絕緣件1內(nèi)壁為近似的圓柱形，絕緣件1頭部內(nèi)側(cè)的滑移是鋼腳3和內(nèi)側(cè)膠合劑5之間的相對滑移，從而使本實施例獲得良好的抗熱應力能力。
圖3、圖4、圖5所示為相同絕緣等級的本實施例、圓錐頭結(jié)構(gòu)絕緣子和圓柱頭結(jié)構(gòu)絕緣子的絕緣件剖面。δ、δ′和δ″分別表示這三種絕緣子易擊穿厚度。從圖中可以看出δ＞δ′，δ＞δ″
也就是說，本發(fā)明的絕緣件1易擊穿部位的厚度δ最大，因此其擊穿電壓也是最高的，從而使本實施例所介紹的一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子具有優(yōu)良的耐電擊穿性能。
權利要求
1.一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子，包括絕緣件[1]、鐵帽[2]和鋼腳[3]，其特征在于所說的絕緣件[1]頭部外壁形狀為類似錐形頭絕緣件的錐形；內(nèi)壁形狀為類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形。
2.根據(jù)權利要求1所述的絕緣子，其特征在于所說的絕緣件[1]的圓柱形內(nèi)壁覆有一層瓷砂[6]。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的絕緣子，其特征在于所說的絕緣件[1]頭部技術參數(shù)為絕緣件[1]頭部外壁上下直徑之比D/d＝1.05～1.25；絕緣件[1]頭部內(nèi)壁上下直徑之比D′/d′＝0.90～1.00。
全文摘要
一種新型頭部結(jié)構(gòu)盤形懸式瓷絕緣子，包括絕緣件、鐵帽和鋼腳，其特點絕緣件頭部外壁形狀為類似錐形頭絕緣件的錐形；內(nèi)壁形狀為類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形。上述類似圓柱形頭絕緣件的圓柱形內(nèi)壁牢固的覆有一層瓷砂。上述絕緣子各構(gòu)件之間能夠進行適度的相對滑動，在溫度發(fā)生變化時可獲得良好的抗熱應力能力。本發(fā)明所提供的絕緣子，結(jié)合了現(xiàn)有技術中圓錐頭結(jié)構(gòu)絕緣子和圓柱頭結(jié)構(gòu)絕緣子的優(yōu)點，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計合理，而且具有良好的耐電擊穿性能，安裝方便，適用范圍廣泛。當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，絕緣子各構(gòu)件之間能夠適度滑動，使絕緣子各構(gòu)件之間的相對位置趨于合理，從而減小了絕緣子頭部產(chǎn)生的熱應力，保證了絕緣子的運行安全。
文檔編號H01B17/02GK101060026SQ200610046349
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權日2006年4月17日
發(fā)明者于清波, 王永暉, 金光林 申請人:大連電瓷有限公司