直接承载型复合绝缘子及其制备方法技术

本发明专利技术属于输变电技术领域，涉及一种直接承载型复合绝缘子及其制备方法。该绝缘子包括芯体、端部附件、护套和伞裙，芯体由多股硅橡胶粘接包裹的玻璃纤维束制成，芯体、端部附件、护套、伞裙通过硅橡胶注射工艺形成一整体。绝缘子的制备方法包括步骤：首先、将玻璃纤维表面粘接硅橡胶；其次、用玻璃纤维束将两端的挂环缠绕固定，并形成多股被硅橡胶包裹的玻璃纤维束组成的芯体；再次、将该芯体、挂环、护套和伞裙通过硅橡胶注射工艺形成一体。本发明专利技术中直接承载式复合绝缘子的承载能力大大增强、机械性能稳定、可靠；机械负荷测试值分散性小，而且芯体和挂环的连接稳定性更强，挂环与芯体的连接不会对芯体造成损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利属于输变电
，涉及一种用于额定电压高于10kV架空输电线路，作为带电体即输电导线和接地体即杆塔之间的绝缘和机械固定用的。
技术介绍
由于输变电的容量日益增大、电压不断升高。对架空输电线路的安全可靠性的要求也越来越高。作为输电导线与杆塔之间绝缘和机械固定之用的绝缘子在用于高压架空输电线路中时其电气绝缘性能越好、机械性能越长期稳定可靠，其使用价值越高。目前承载型棒形悬式复合绝缘子中，承受机械负荷组件采用的是由环氧树脂粘接玻璃纤维束引拔棒，简称芯棒，及芯棒端部附件组成。芯棒承受机械负荷主体是玻璃纤维束，所承受机械负荷是通过芯棒和端部附件的连接结构传递。包括内楔式、外楔式、及压接式三种端部附件连接结构的绝缘子，以压接式连接结构为例，其传递机械负载原理是利用连接区内被联接部件本身的过盈配合来实现的。即装配前的芯棒外径值略小于端部附件的金属套筒内径。压接装配后，金属套筒被塑性变形，内壁收缩后的内径数值反而略大于装配前的芯棒外径值，以芯棒外径被压缩形成过盈配合。相互之间是靠静摩擦力来传递机械负荷。连接区内的芯棒配合面在装配压力下受压缩，发生弹性变形，由弹性应力作为产生静摩擦力的持久正压力。在正压力作用下，当端部附件承受机械负荷拉力时，静摩擦力在芯棒和套筒之间传递机械负荷。芯棒由此间接地承受施加在绝缘子端部附件上的机械负载。而静摩擦力是连续作用在配合面上的表面力，其最大值是与正压力大小成正比，其稳定性直接和配合面上的应力状态有关。由于芯棒和端部附件的材质、结构形状，其配合面的加工质量，及装配工艺的质量，这些都直接影响芯棒配合面应力状态。不足够的压缩量，不会产生足够弹性应力，不会产生足够的和机械拉力负荷相平衡的静摩擦力。同样不均匀的压缩量，即局部压缩过大时会使芯棒材料内部产生剪应力、张应力等应力集中，造成干扰弹性应力合力的大小及稳定，导致正压力波动或下降；由于其最大压缩量一般小于芯棒直径的1.25％，所以当有过大的压缩量，会使芯棒受损伤或发生部分脆裂，导致整个芯棒抗拉强度下降。而且在芯棒长期承受机械负荷下，芯棒材料会发生蠕变，导致连接区内的弹性应力下降。由于芯棒的承载能力，不仅仅取决于芯棒的直径，即环氧树脂粘接包裹的玻璃纤维束的数量多少，更大程度上取决于连接区内芯棒外圆周表面被压缩状态，即表面应力状态，影响这种应力状态的因素有芯棒，及端部附件的金属套筒的材质及加工质量、装配工艺等诸多因素。这些因素影响有滞后性，波动性，很容易造成产品机械负荷测试值的分散性大。产品按照标准JB5892-91《(高压线路用有机复合绝缘子技术条件》对绝缘子进行最大机械负荷(MML)拉伸负荷试验时，对于连接区内的应力状态容易形成冲击，对连接状况造成难以预测的损伤。综上所述，由于压接式端部附件和芯棒连接是利用被连接部件本身的过盈配合来实现的，相互之间靠静摩擦力来传递机械负荷。连接区内的芯棒配合面在装配应力下受压缩，发生弹性变形，由弹性应力作为产生静摩擦力的正压力。压接式端部附件的连接结构不仅影响其承载能力的充分发挥、而且影响其长期承载能力的稳定性、可靠性及机械负荷测试值的分散性。从而影响压接式棒形悬式复合绝缘子的承载能力，及其长期承载能力的稳定性、可靠性及机械负荷测试值的分散性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的棒形悬式复合绝缘子承载能力差、长期承载能力的稳定性、可靠性不够和机械负荷测试值分散等技术问题，本专利技术提供了一种新型结构和材质的直接承载型复合绝缘子。基于该直接承载型复合绝缘子，本专利技术还提供了一种直接承载型复合绝缘子的制备方法。本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为一种直接承载型复合绝缘子，包括芯体和与所述芯体端部连接的端部附件，所述芯体由硅橡胶粘接包裹的玻璃纤维束制成，所述芯体与所述端部附件的连接体的外部通过包裹硅橡胶形成一整体。根据本专利技术的一优选实施例所述端部附件为挂环。根据本专利技术的一优选实施例所述芯体与所述挂环的连接通过芯体内所述玻璃纤维束缠绕所述挂环的方式实现。根据本专利技术的一优选实施例所述芯体、所述挂环、所述护套和所述伞裙，通过硅橡胶注射工艺形成一体式结构。根据本专利技术的一优选实施例所述硅橡胶为以甲基乙烯基硅橡胶为基材的混炼胶。为了解决现有技术中的第二个技术问题，本专利技术提供了一种直接承载型复合绝缘子的制备方法，所述制备方法包括步骤第一、将玻璃纤维表面粘接硅橡胶；第二、用多股被硅橡胶包裹的所述玻璃纤维束将所述挂环缠绕固定；第三、将第二步中所述多股玻璃纤维束与所述挂环形成的固定体通过硅橡胶注射工艺制成一整体；第四、将所述第三步中所述整体物质通过硅橡胶注射工艺制出护套和伞裙，使所述芯体、所述挂环、所述护套和所述伞裙形成一体。根据本专利技术的一优选实施例所述第四步是通过将所述第三步中形成的所述整体物质放入伞裙、护套成型模内，再通过向所述成型模内注入硅橡胶的方式实现。根据本专利技术的一优选实施例所述第一步中的所述玻璃纤维的表面为经过有机硅烷表面处理剂处理过。根据本专利技术的一优选实施例所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。本专利技术的有益效果是由于采用了由多股硅橡胶粘接包裹玻璃纤维束形成的芯体，并用多股被硅橡胶包裹的所述玻璃纤维束将所述挂环缠绕固定成一整体的结构，由芯体内所述玻璃纤维束来直接承受施加在绝缘子上下两端挂环上的机械负载。这种新型结构的绝缘子长期承载能力的稳定性好、可靠性高，机械负荷测试时，芯体的受力均匀，使本专利技术中直接承载式复合绝缘子的承载能力大大增强，而且芯体和挂环的连接稳定性更强，挂环与芯体的连接不会对芯体造成损坏。附图说明图1、本专利技术中直接承载型复合绝缘子结构示意图；图2、无碱玻璃纤维性能数据表；图3、球、窝两端金具结构值的最大允许值计算数据表；图4、直接承载型复合绝缘子挂环装配联结金具后结构计算值数据表。具体实施例方式以下结合附图和实施例对专利技术做进一步说明请参阅图1本专利技术中直接承载型复合绝缘子结构示意图。如图1所示，一种直接承载型复合绝缘子，包括芯体1和与所述芯体1端部连接的端部附件12，所述芯体1由硅橡胶粘接包裹的玻璃纤维束11制成，所述芯体1与所述端部附件12的连接体的外部通过包裹硅橡胶形成一整体。所述芯体1与所述挂环12的连接通过芯体1内所述玻璃纤维束11缠绕所述挂环12的方式实现。所述护套3和所述伞裙2为一体式结构，通过硅橡胶注射工艺制成。本专利技术一种直接承载型复合绝缘子的制备方法，主要包括以下步骤第一、将玻璃纤维11表面粘接硅橡胶；第二、用多股被硅橡胶包裹的所述玻璃纤维束11将所述挂环12缠绕固定；第三、将第二步中所述多股玻璃纤维束11与所述挂环12形成的固定体通过硅橡胶注射工艺制成一整体；第四、将所述第三步中所述整体物质通过硅橡胶注射工艺制出护套3和伞裙2，使所述芯体1、所述挂环12、所述护套3和所述伞裙2形成一体。所述第四步是通过将所述第三步中形成的所述整体物质放入伞裙、护套3成型模内，再通过向所述成型模内注入硅橡胶的方式实现。本专利技术中直接承载型复合绝缘子的芯体采用无碱玻璃纤维的“直接无捻粗纱”，代号为EC13-2400玻璃纤维。根据绝缘子的机械负载的等级，制作芯体的玻璃纤维，按碱金属氧化物含量0.8％以下，纤维直经为13～23μm，其线密度范围为1100～4400tex。依照GB4202《玻璃纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接承载型复合绝缘子，包括芯体（１）和与所述芯体（１）端部连接的端部附件（１２），其特征在于：所述芯体（１）由硅橡胶粘接包裹的玻璃纤维束（１１）制成，所述芯体（１）与所述端部附件（１２）的连接体的外部通过包裹硅橡胶形成一整体。

【技术特征摘要】
1.一种直接承载型复合绝缘子，包括芯体(1)和与所述芯体(1)端部连接的端部附件(12)，其特征在于所述芯体(1)由硅橡胶粘接包裹的玻璃纤维束(11)制成，所述芯体(1)与所述端部附件(12)的连接体的外部通过包裹硅橡胶形成一整体。2.根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述端部附件(12)为挂环(12)。3.根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述芯体(1)与所述挂环(12)的连接通过芯体内所述玻璃纤维束(11)缠绕所述挂环(12)的方式实现。4.根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述芯体(1)、所述挂环(12)、所述护套(3)和所述伞裙(2)，通过硅橡胶注射工艺形成一体式结构。5.根据权利要求1或权利要求3所述的复合绝缘子，其特征在于所述硅橡胶为以甲基乙烯基硅橡胶为基材的混炼胶。6.一种直接承载型复合绝缘子的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国富，秦琛，
申请(专利权)人：秦琛，秦国富，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]