專利名稱：一種空心復(fù)合絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力裝備設(shè)備，特別是涉及一種用在電力行業(yè)高壓電器中的空心 復(fù)合絕緣子。
背景技術(shù)：
隨著電力行業(yè)的發(fā)展，特別是特高壓輸變電的需要，對于絕緣子的需求越來越多。 通常戶外使用的空心絕緣子一般為瓷絕緣子，由于瓷絕緣子耐污閃能力低，質(zhì)地差，運輸及 安裝過程中易破碎，且在使用過程需定期清理，給安裝和使用都帶來了很多不便。為解決該 問題，電力裝備行業(yè)開發(fā)出了傳統(tǒng)的空心復(fù)合絕緣子。傳統(tǒng)的空心復(fù)合子包括一個絕緣管， 一個包覆在該絕緣管外側(cè)的護套，至少一個設(shè)置在所述護套外側(cè)的傘裙，以及至少一個設(shè) 置在所述絕緣管兩末端的法蘭。所述空心復(fù)合絕緣子的絕緣管是由作為增強材料的玻璃纖 維紗與作為基體材料的環(huán)氧樹脂復(fù)合而成的。當然可以想到的是，所述基體材料還可以是 乙烯基脂樹脂，或者是聚氨脂樹脂?？招膹?fù)合絕緣子是高壓變電站設(shè)備的重要部件，對其電 氣性能和機械性能都有很高的要求，空心復(fù)合絕緣子質(zhì)量的好壞直接影響到高壓變電站設(shè) 備的可靠性和電網(wǎng)的安全運行。因此，對于空心復(fù)合絕緣子的各項性能都要求嚴格控制。對于機械性能，不僅要求絕緣管能夠承受各種破壞應(yīng)力，還得保證絕緣管與法蘭 連接處能夠承受得住各種內(nèi)外應(yīng)力。例如來自空心復(fù)合絕緣子內(nèi)部的介質(zhì)，如SF6膨脹時 產(chǎn)生的內(nèi)壓力，這種內(nèi)壓力轉(zhuǎn)化成對法蘭的向外推務(wù)從而會將法蘭從絕緣管上脫離。還有 空心復(fù)合絕緣子在其受到沿其徑向水平推力時，如在大風(fēng)中，空心復(fù)合絕緣子的搖擺將產(chǎn) 生這樣的水平推力，這種頻繁的徑向水平推力會降低絕緣管與法蘭連接處的接合力，近而 破壞該空心復(fù)合絕緣子?，F(xiàn)有空心復(fù)合絕緣子，僅用澆裝劑將開設(shè)有凹槽的法蘭澆裝到絕 緣管上，這種固定方式難以承受高電壓等級時的內(nèi)壓力與徑向水平推力，從而會造成電網(wǎng) 輸電事故。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種符合高壓電等級用的空心復(fù)合絕緣子。一種空心復(fù)合絕緣子，包括一個絕緣管，一個包覆在該絕緣管外側(cè)的護套，至少一 個設(shè)置在該護套外側(cè)的傘裙，以及至少一個設(shè)置在所述絕緣管末端的法蘭。所述法蘭與絕 緣管的接觸軸面上設(shè)置有至少一個法蘭凹槽。所述絕緣管與法蘭的接觸面上設(shè)置有至少一 個絕緣管凹槽。所述絕緣管凹槽中的每一個與法蘭凹槽中相對應(yīng)的一個法蘭凹槽部分重疊 設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在絕緣管與法蘭的接觸面上都設(shè)置有交錯設(shè)置的絕緣管凹 槽與法蘭凹槽，使得空心復(fù)合絕緣子受到內(nèi)應(yīng)力時，其所產(chǎn)生的應(yīng)力分布更加均勻，從而減 小某一部位的集中應(yīng)力，進而使得該空心復(fù)合絕緣子符合電壓等級更高的輸變電要求。
圖1為本發(fā)明提供的一種空心復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2為圖1的空心復(fù)合絕緣子的絕緣管的絕緣管凹槽的一種展開圖。圖3為圖1的空心復(fù)合絕緣子在A處的局部放大圖。
具體實施方式
為了對本發(fā)明作更進一步的說明，舉一較佳實施例并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1及圖2，其為本發(fā)明所提供的一種空心復(fù)合絕緣子100的結(jié)構(gòu)示意圖。 所述空心復(fù)合絕緣子100包括一個絕緣管10，一個包覆在該絕緣管10外側(cè)的護套11，至少 一個設(shè)置在所述護套11外側(cè)的傘裙12，至少一個設(shè)置在所述絕緣管10末端的法蘭13，以 及用于澆裝固定所述絕緣管10與法蘭13的澆裝劑14。所述絕緣管10由作為增強材料的玻璃纖維紗和基體材料復(fù)合而成。所述基體材 料可以為環(huán)氧樹脂，乙烯基酯樹脂，或者是聚氨酯樹脂。在本實施例中，所述基體材料為環(huán) 氧樹脂。在該絕緣管10的成型過程中，環(huán)氧樹脂膠液會和玻璃纖維紗經(jīng)過一系列物理化學(xué) 變化，形成環(huán)氧樹脂固化物。同時，該環(huán)氧樹脂固化物在環(huán)氧樹脂膠液與玻璃纖維紗之間 形成結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)越的界面層，該界面層把玻璃纖維紗與環(huán)氧樹脂膠結(jié)合成一個整體，使 得由該環(huán)氧樹脂與玻璃纖維紗制成的絕緣管10具有良好的機械性能和電氣性能。所述玻 璃纖維紗可以為無堿不間斷玻璃紗，且該玻璃纖維紗占絕緣管10總重量的70% 80%，在 本實施例中，玻璃纖維紗占絕緣管10總重量的78%。所述絕緣管10的兩端至少在設(shè)置有 法蘭13的一端開設(shè)有至少一個絕緣管凹槽101。在本實施例中，由于所述絕緣管10兩端都 設(shè)置了法蘭13，故，所述絕緣管10的兩端都設(shè)置有絕緣管凹槽101，且每端都設(shè)置有三個凹 槽101。所述絕緣管凹槽101為一矩形凹槽，即該絕緣管凹槽101沿其軸線的截面形狀為矩 形。所述三個絕緣管凹槽101均勻分布在與法蘭13接合的接合面上。由于所述絕緣管10 不僅需要承受內(nèi)壓力，還需要承受剪切力，因此，所述絕緣管凹槽101沿絕緣管10的徑向深 度根據(jù)該絕緣管10的壁厚設(shè)計。對于在實施例中的由玻璃纖維紗與環(huán)氧樹脂制備的絕緣 管10，其壁厚為12毫米，則該絕緣管凹槽101沿其徑向深度小于或等于2毫米。在本實施 例中，所述絕緣管凹槽101的徑向深度為1毫米。所述絕緣管凹槽101的軸向?qū)挾瓤梢孕?于或等于10毫米，在本實施例中，所述絕緣管凹槽101的軸向?qū)挾葹?0毫米。所述絕緣管 凹槽101可以為一連通槽，即該絕緣管凹槽101沿該絕緣管10的整個外周緣開設(shè)，從而形 成一個環(huán)形凹槽。如圖3所示的絕緣管10的展開圖，該絕緣管凹槽101還可以包括相互隔 離的多段凹槽，沿絕緣管10的外周緣開設(shè)。當該絕緣管凹槽101為多段分離的凹槽時，可 以在要保證增強絕緣管10與法蘭13的接合力的同時，還可以保持絕緣管10端部的強度。所述護套11及傘裙12都由高溫硫化硅橡膠一體注射成型包覆在所述絕緣管10 上，其中護套11設(shè)置在絕緣管10與傘裙12之間。當然可以想到的是，所述護套11也可以 與傘裙12分別制成，然后再組合在一起。所述護套11包覆在整個絕緣管10上，并有部分 護套11可以包覆在法蘭13上，也可以嵌設(shè)在所述法蘭13與絕緣管10之間。在本實施體 中，所述護套11的端部嵌設(shè)在所述法蘭13與絕緣管10之間。高溫硫化硅橡膠是高分子量 (分子量一般為40 80萬)的聚有機硅氧烷(即生膠)加入補強填料和其它各種添加 劑，采用有機過氧化物為硫化劑，并在高溫下交鏈成的一種橡膠，該橡膠簡稱為硅橡膠。高 溫硫化硅橡膠的補強填料可以為白炭黑，它可使硫化膠的強度增加十倍。加入各種添加劑 主要是降低膠的成本、改善膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。在本實 施例中，所述高溫硫化硅橡膠包括有以下部分組成甲基乙烯基硅橡膠、白炭黑、氫氧化鋁、硅油以及硫化劑等，且所述各組份所占的重量比為甲基乙烯基硅橡膠20% 50%，白炭 黑10 50%，氫氧化鋁25 50%，硅油2 5%，硫化劑1%。所述傘裙12包括至少一個第一傘裙121，至少一個與第一傘裙121間隔設(shè)置的第 二傘裙122。在本實施例中，所述第二傘裙122包括兩個。可以想到的是，根據(jù)需要，該第 一傘裙121或者第二傘裙122可以為多個。所述一個第一傘裙121以及兩個第二傘裙122 間隔設(shè)置。所述第一傘裙121、第二傘裙122有不同的裙長，例如第一傘裙121的裙長大于 第二傘裙122的裙長。當然還可以想到的是，所述傘裙12不限于只包括所述的第一、第二 傘裙121、122，還可以包括更多個裙長大小不同的傘裙。并且，該第一、第二傘裙121、122 的排列方式也不限于上述的排列方式，可以有其它任意的排列方式。優(yōu)選地，所述第二傘裙 122的裙長L2與第一傘裙121的裙長L1的比例為60% L1彡L2彡90% L1,。所述第一傘裙 121的上表面的傾斜角α為5°彡α彡25°，下表面的傾斜角β為2°彡β彡6°，在本 實施例中，第一傘裙121的上表面的傾斜角α為8°，下表面傾斜角β為5°。所述第二 傘裙122的上下表面的傾斜角與第一傘裙121的傾斜角可以相同。將所述第一、第二傘裙 121,122的上下表面的傾斜角控制在一定范圍，有利于提高各個傘裙的自潔性，并且第一、 第二傘裙121、122的裙長比例控制在一定的范圍，有利于避免淋雨條件下相鄰傘裙之間的 橋絡(luò)?？梢岳斫獾氖牵隹招膹?fù)合絕緣子100可以包括多個傘裙12，也可以僅有一個。當 所述空心復(fù)合絕緣子100包括多個傘裙12時，該多個傘裙12可以一體成型，也可以分別成 型，然后通過粘膠粘接在護套11的外側(cè)。所述13由一個基座131、一個設(shè)置于基座131的一端且與基座131垂直相連的 套管部132，至少一個連設(shè)在基座131與套管部之間的加強筋133，以及設(shè)置在所述套管部 132內(nèi)壁上的至少一個法蘭凹槽134。所述基座131可以與套管部132 —體成型，也可以通過焊接等方法將其固定連接 在一起。所述基座131包括多個設(shè)置在該基座131上的固定孔135，該固定孔135用來將 該空心復(fù)合絕緣子100通過螺栓(圖未示)與其它裝置，如避雷器，開關(guān)等連接在一起。所 述套管部132用于套設(shè)固定絕緣管10。當所述法蘭13的套管部132套設(shè)在所述絕緣管10 上時，該絕緣管10與法蘭13之間留有一間隙以填充澆裝劑14，該間隙的寬度可以小于0. 5 毫米。在本實施例中，所述間隙的寬度為0.5毫米。請一并參閱圖3，所述法蘭凹槽134中的每一個與所述絕緣管10的絕緣管凹槽 101中相對應(yīng)的一個絕緣管凹槽101部分重疊設(shè)置，即所述法蘭凹槽134中的每一個與所 述絕緣管凹槽101中相對應(yīng)的一個絕緣管凹槽100有部分凹槽不處于同一個徑向平面上， 剩下的部分處于同一個徑向平面上。由于所述法蘭凹槽134中的每一個與絕緣管凹槽101 中相對應(yīng)的一個絕緣管凹槽101只有部分重疊設(shè)置，即沒有完全重疊的部分也沒有完全隔 離的部分，從而可以使法蘭13與絕緣管10的接合力更大，進而符合特定的需求條件。所述 法蘭凹槽134沿徑向的深度由法蘭13的套管部132的壁厚，所承載的負荷包括內(nèi)壓力、橫 向剪切力等來確定，以保證該法蘭13的強度符合要求。所述法蘭凹槽134的徑向深度可以 小于或等于3毫米。在本實施例中，所述法蘭的徑向深度為2毫米。所述法蘭凹槽134的 軸向?qū)挾瓤梢孕∮诨蛘叩扔?0毫米，在本實施例中，所述法蘭凹槽134的軸向?qū)挾葹?0毫 米。所述法蘭凹槽134與絕緣管凹槽101的結(jié)構(gòu)相同，即既可以為連通槽，也以可以為各自 分離的多段凹槽。同時，為了改善澆裝劑14的填充，所述法蘭凹槽134還可以圓弧形，即沿法蘭13軸線的截面形狀為一拱形。所述澆裝劑14可以為環(huán)氧樹脂，其填充在法蘭13與絕緣管10之間，以及絕緣管 凹槽101與法蘭凹槽134之中，從而增加絕緣管10與法蘭13之間的接合力。當為該空心復(fù)合絕緣子100加載標準內(nèi)壓力后，該空心復(fù)合絕緣子100的所受到 的應(yīng)力中，其最大值為47MPa。在這里還需要說明的是，所述標準內(nèi)壓力是指由于所述空心 復(fù)合絕緣子100的內(nèi)部需要填充絕緣氣體，如SF6,該絕緣氣體在工作時，膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng) 力。當為該空心復(fù)合絕緣子100加載橫向的破壞應(yīng)力295MPa時，該空心復(fù)合絕緣子 100所受到的應(yīng)力中，其最大值為54MPa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在絕緣管與法蘭的接觸面上都設(shè)置有交錯設(shè)置的絕緣管凹 槽與法蘭凹槽，使得空心復(fù)合絕緣子受到內(nèi)應(yīng)力時，其所產(chǎn)生的應(yīng)力分布更加均勻，從而減 小某一部位的集中應(yīng)力，進而使得該空心復(fù)合絕緣子符合電壓等級更高的輸變電要求。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的 技術(shù)效果，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種空心復(fù)合絕緣子，包括一個絕緣管，一個包覆在該絕緣管外側(cè)的護套，至少一個 設(shè)置在該護套外側(cè)的傘裙，以及至少一個設(shè)置在所述絕緣管末端的法蘭，所述法蘭與絕緣 管的接觸軸面上設(shè)置有至少一個法蘭凹槽，其特征在于所述絕緣管與法蘭的接觸面上設(shè) 置有至少一個絕緣管凹槽，所述絕緣管凹槽與法蘭凹槽交錯設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述法蘭凹槽為一矩形凹槽，且 為一連通槽。1
3.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述法蘭凹槽包括相互隔離的 多段矩形凹槽。
4.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述法蘭凹槽沿法蘭軸線的截 面形狀為一拱形。
5.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述法蘭凹槽沿徑向的深度小 于或等于3毫米。
6.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述絕緣管凹槽為一矩形凹槽， 該凹槽為一連通槽。
7.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述絕緣管凹槽為一矩形凹槽， 該矩形凹槽包括相互隔離的多段。
8.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述絕緣管與法蘭之間設(shè)置有 一間隙，該間隙的寬度小于0. 5毫米。
9.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述絕緣管凹槽的徑向深度小 于2毫米。
10.如權(quán)利要求1所述的空心復(fù)合絕緣子，其特征在于所述絕緣管凹槽與法蘭凹槽的 軸向?qū)挾刃∮诨蛘叩扔?0毫米。
專利摘要一種空心復(fù)合絕緣子，包括一個絕緣管，一個包覆在該絕緣管外側(cè)的護套，至少一個設(shè)置在該護套外側(cè)的傘裙，以及至少一個設(shè)置在所述絕緣管末端的法蘭。所述法蘭與絕緣管的接觸軸面上設(shè)置有至少一個法蘭凹槽。所述絕緣管與法蘭的接觸面上設(shè)置有至少一個絕緣管凹槽，該絕緣管凹槽與法蘭凹槽交錯設(shè)置。由于在絕緣管與法蘭的接觸面上都設(shè)置有交錯設(shè)置的絕緣管凹槽與法蘭凹槽，使得空心復(fù)合絕緣子受到內(nèi)應(yīng)力時，其所產(chǎn)生的應(yīng)力分布更加均勻，從而減小某一部位的集中應(yīng)力，進而使得該空心復(fù)合絕緣子符合電壓等級更高的輸變電要求。
文檔編號H01B17/26GK201788773SQ20102023962
公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者周曙琛, 郁杰, 馬斌 申請人:南通市神馬電力科技有限公司