盘形悬式瓷绝缘子及其头部结构制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种盘形悬式瓷绝缘子及其头部结构，该绝缘子的机电破坏强度为５５０ｋＮ级，包括：承力面内锥角为１２．６°，承力面外锥角为８．６°的圆锥形瓷头，其内孔的顶部直径为９２ｍｍ，底部直径为６７ｍｍ，斜边长度为１＝５７ｍｍ；承力面锥角为２９°，通过胶合剂和所述圆锥形瓷头外表面连接的铁帽；承力面锥角为３１°，通过胶合剂和所述圆锥形瓷头内孔连接的钢脚，其机电破坏强度大于５５０ｋＮ。本实用新型专利技术实施例通过对盘形悬式瓷绝缘子圆锥形头部结构中的各个部件进行了合适的尺寸设计和材料的选择，使该绝缘子的机电破坏强度大于５５０ｋＮ，为输电线路提供了高稳定性、低分散性的５５０ｋＮ级的盘形悬式瓷绝缘子。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及绝缘子，更具体地说，涉及一种盘形悬式瓷绝缘子及其头部结构。
技术介绍
近些年来，我国大力发展电力事业，积极扩大西电东送规模，加强南北互联及全国 联网，增加北、中、南三大通道送电能力，积极推进长距离、大容量送电，实现跨区域跨流域 输电。为实现这一目标，必须提高输电电压等级，建设一批交、直流特高压输电工程，即交流 750kV和1000kV，直流士800kV输电线路，其输电能力较交流500kV和直流士500kV输电线路提高数倍。 发展特高压输变电建设的同时对输电线路起绝缘和固定导线作用的绝缘子提出 了更高的要求，然而，现有的不同机电破坏强度等级的盘形悬式瓷绝缘子的种类不够完善， 已经不能满足长距离、大跨越输电线路的要求，成为制约特高压输电建设发展的一个重要 因素。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种盘形悬式瓷绝缘子及其头部结构，填补了绝缘子 机电破坏强度550kN的空白，满足了输电线路的要求。 —种盘形悬式瓷绝缘子头部结构，包括 圆锥形瓷头，所述圆锥形瓷头的承力面内锥角为12.6° ，承力面外锥角为8.6。； 通过胶合剂和所述圆锥形瓷头外表面连接的铁帽，所述铁帽的承力面锥角为29° ; 通过胶合剂和所述圆锥形瓷头内孔连接的钢脚，所述钢脚的承力面锥角为31° 。 优选的，所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积满足以下公式<formula>formula see original document page 3</formula> 其中，S表示所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积，c^表示所述圆锥形瓷头内孔的顶 部直径，4 = 92mm， d2表示所述圆锥形瓷头内孔的底部直径，d2 = 67mm， 1表示所述圆锥形 瓷头内孔的斜边长度，1 = 57mm。 优选的，所述钢脚的机电破坏强度大于550kN。 —种盘形悬式瓷绝缘子，所述绝缘子采用上述头部结构，其机电破坏强度满足以 下公式<formula>formula see original document page 3</formula> 其中，F表示所述绝缘子的机电破坏强度，F > 550kN， S表示所述圆锥形瓷头的 内孔承力面面积，a表示所述圆锥形瓷头的承力面内锥角，o表示瓷质材料本身的压縮强 度，S表示瓷质材料的利用率。 优选的，所述绝缘子整体的机电破坏强度由所述钢脚的机电破坏强度决定，所述 钢脚的机电破坏强度大于550kN。 从上述的技术方案可以看出，本技术实施例通过对盘形悬式瓷绝缘子采用圆 锥形头部结构，并对其圆锥形瓷头的承力面内外锥角、铁帽的承力面锥角、钢脚的承力面锥 角以及所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积进行了合适的尺寸设计，使该盘形悬式瓷绝缘子 瓷头的机电破坏强度大于550kN。由于头部结构的合理设计，使整个绝缘子的机电破坏强度 由形状较简单，强度最容易控制的的钢脚来决定，并通过选择机电破坏强度大于550kN的 钢脚材料的，使盘形悬式瓷绝缘子整体的机电破坏强度大于550kN。 经过上述整体设计，使得该盘形悬式瓷绝缘子的机电破坏强度大于550kN，且分散 性低，满足了输电线路对550kN级绝缘子的要求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术实施例公开的一种盘形悬式瓷绝缘子圆锥形头部结构受力分 布图； 图2为本技术实施例公开的一种盘形悬式瓷绝缘子圆锥形头部结构图； 图3为本技术实施例公开的一种盘形悬式瓷绝缘子瓷头内孔结构图； 图4为本技术实施例公开的一种盘形悬式瓷绝缘子各部件设计强度分布曲具体实施方式本技术实施例公开了一种盘形悬式瓷绝缘子及其头部结构，通过采用圆锥形 头部结构，及对圆锥形瓷头的承力面内外锥角、铁帽的承力面锥角、钢脚的承力面锥角以及 所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积进行了合适的尺寸设计，使该盘形悬式瓷绝缘子瓷头的 机电破坏强度大于550kN。由于头部结构的合理设计，使得所述绝缘子整体的机电破坏强 度由钢脚的强度来决定，降低了所述绝缘子的分散性，并通过选择机电破坏强度大于550kN 的钢脚材料，使整体的机电破坏强度大于550kN。 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 本技术实施例公开的盘形悬式瓷绝缘子是使用瓷质材料制作其中的绝缘件， 由于瓷质材料属于脆性材料，其压縮强度远大于拉伸强度，所以在制作绝缘件时要充分考 虑瓷质材料这一性能，通过合理的结构设计，将绝缘子正常工作时受到的拉应力转化为相 应的压应力，从而实现绝缘子较高的拉伸破坏强度。 参见图1，为本技术实施例公开的盘形悬式瓷绝缘子圆锥形头部结构受力分 布图，标号1表示该绝缘子的瓷头，Pi和P2为绝缘子工作时瓷头1所受的向上和向下的拉 应力，由于瓷头1设计为圆锥体结构，其内、外壁不是竖直方向，而是与竖直方向有一定的4夹角，当PpP2作用在绝缘子瓷头1上时，Pi被分解为对瓷头1外壁的压应力F3和F4， P2被 分解为对瓷头1内壁的压应力巳和F2，通过这种力的分解作用，从而实现绝缘子较高的拉 伸破坏强度。 本技术实施例公开的盘形悬式瓷绝缘子圆锥形头部结构如图2所示，由圆锥 形瓷头3、与圆锥形瓷头3外表面连接的铁帽1和与圆锥形瓷头3内孔连接的钢脚4用胶 合剂2胶装而成，由于圆锥形瓷头3、铁帽1、钢脚4以及胶合剂2之间的热膨胀系数相差较 大，导致在环境温度发生变化时，圆锥形瓷头3、铁帽1、钢脚4以及胶合剂2的体积变化不 能同步，这样在绝缘子头部内部就会产生危险的热应力。绝缘子在长期的热应力和机械负 荷作用下工作会累计产生机械应力，从而影响绝缘子的机电破坏强度，因此本技术实 施例公开的盘形悬式瓷绝缘子的圆锥形瓷头3、铁帽1、钢脚4和胶合剂2之间的可相对滑 动设计可以解决这一问题。在环境温度变化时，这种适度的滑动可以使绝缘子各部件之间 的相对位置趋于合理，从而减小绝缘子头部内产生的热应力。 本技术实施例公开的盘形悬式瓷绝缘子的圆锥形瓷头1的内外表面非常光 滑，但是在使用过程中为了避免绝缘子受力后钢脚4自锁(即钢脚在解除受力后不能恢复 原位置)，从楔形理论可知，在结构设计过程中，必须使圆锥形瓷头3的承力面内锥角a和 外锥角P都大于圆锥形瓷头3与胶合剂2连接的摩擦角OV即保持a > 0\和13 > av 同理，也必须使铁帽1的承力面锥角V大于铁帽1与胶合剂2连接的摩擦角。2，钢脚4的 承力面锥角y大于钢脚4与胶合剂2连接的摩擦角。3，由于材料选择和工艺等各方面的 原因，本技术实施例中①i8. 5° 11.3° ，。2= 。325° 30° ，即a和p应 在8.5°以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘形悬式瓷绝缘子头部结构，其特征在于，包括：圆锥形瓷头，所述圆锥形瓷头的承力面内锥角为１２．６°，承力面外锥角为８．６°；通过胶合剂和所述圆锥形瓷头外表面连接的铁帽，所述铁帽的承力面锥角为２９°；通过胶合剂和所述圆锥形瓷头内孔连接的钢脚，所述钢脚的承力面锥角为３１°。

【技术特征摘要】
一种盘形悬式瓷绝缘子头部结构，其特征在于，包括圆锥形瓷头，所述圆锥形瓷头的承力面内锥角为12.6°，承力面外锥角为8.6°；通过胶合剂和所述圆锥形瓷头外表面连接的铁帽，所述铁帽的承力面锥角为29°；通过胶合剂和所述圆锥形瓷头内孔连接的钢脚，所述钢脚的承力面锥角为31°。2. 根据权利要求1所述的绝缘子头部结构，其特征在于，所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积满足以下公式 S = JI +4) 1/2 ;其中，S表示所述圆锥形瓷头的内孔承力面面积，4表示所述圆锥形瓷头内孔的顶部直径，= 92mm， d2表示所述圆锥形瓷头内孔的底部直径，d2 = 67mm， 1表示所述圆锥形瓷头 内孔的斜边长度，l = 57m...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒印彪，孙昕，于清波，
申请(专利权)人：大连电瓷集团股份有限公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]