一种支柱型空心复合绝缘子及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种支柱型空心复合绝缘子及其制造工艺，属于电力设备【技术领域】。包括芯棒、位于芯棒上端的上端头法兰、位于芯棒下端的下端头法兰以及环芯棒圆周设置的伞裙，芯棒为空心芯棒，空心芯棒设有与其同轴心的圆筒形孔，空心芯棒与伞裙为一体结构；空心芯棒与伞裙为玻璃纤维增强塑料材质。该支柱型空心复合绝缘子制造工艺，采用下述工艺步骤制造完成：1) 制备坯体；2)制备胶液；3)真空浸胶；4)绝缘子坯体棒固化；5)加工成型；6) 胶装法兰。本发明具有介电强度高，机械强度大，防冰雪闪络特性强，制造成本低等特点。
【专利说明】一种支柱型空心复合绝缘子及其制造工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]支柱绝缘子主要是用在发电厂、变电站设备中支撑固定母线，或作为隔离刀闸的绝缘支柱，是电力系统中最为重要的元件之一。随着电压等级的不断提高，采用传统的瓷支柱绝缘子，势必会增加绝缘子的结构高度来增大爬电距离。然而对于生产厂家来说，生产制造出即满足外绝缘要求，又满足机械强度的瓷支柱绝缘子难度较大。
[0003]目前，输变电行业所用的支柱绝缘子主要有全瓷支柱绝缘子、全瓷芯棒复合外套支柱绝缘子、空心套管复合外套支柱绝缘子、以环氧玻璃纤维拉挤棒为芯棒的复合外套支柱绝缘子和拉挤棒外部卷制浸溃环氧树脂胶为芯棒的复合外套支柱绝缘子等几种结构。以上结构从实际运行经验和加工工艺等过程中都分别有许多缺陷和问题:全瓷支柱绝缘子重量重、韧性差、容易脆断，电气绝缘性能和耐污秽性差，全瓷芯棒复合外套支柱绝缘子仅仅解决了部分电气绝缘性能和耐污秽性差的问题，但重量重、韧性差、容易脆断等问题仍未得到解决，而且复合外套和瓷棒的粘接工艺也不是很完善。空心套管复合外套支柱绝缘子使用时内部要充绝缘气体或其它液体的绝缘物质，气体的泄漏和填充物的溢出使得该支柱的运行存在着安全隐患；以环氧玻璃纤维拉挤棒为芯棒的复合外套支柱绝缘子由于受生产工艺的限制，大直径芯体不容易成型，存在着开裂、卷气等质量缺陷，影响了产品的介电强度和机械强度；拉挤棒外部卷制浸溃环氧树脂胶为芯棒的复合外套支柱绝缘子，其芯棒依然存在开裂、卷气等质量缺陷，影响了产品的介电强度和机械强度，尤其在高电压领域，以上问题更加突出。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种支柱型空心复合绝缘子及其制造工艺，它具有其介电强度高，机械强度大，防冰雪闪络特性强等特点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:
一种支柱型空心复合绝缘子，包括芯棒、位于芯棒上端的上端头法兰、位于芯棒下端的下端头法兰以及环芯棒圆周设置的伞裙，芯棒为空心芯棒，空心芯棒设有与其同轴心的圆筒形孔，空心芯棒与伞裙为一体结构；空心芯棒与伞裙为玻璃纤维增强塑料材质。
[0006]一种支柱型空心复合绝缘子的制造工艺，包括以下步骤:
1)制备坯体:将玻璃纤维原料缠绕在圆柱形体上，并使玻璃纤维的轴向和径向分布均匀，形成直径不小于绝缘子直径的绝缘子坯体棒，圆柱形体的直径等于圆筒形孔的直径；
2)制备胶液:将环氧树脂、苯酐、增韧剂和催化剂混合后在真空中进行充分搅拌后得到环氧树脂胶液；
3)真空浸胶:将绝缘子坯体棒装入模具进行抽真空处理后烘模；烘模完成后将环氧树脂胶液在真空中注入模具； 4)绝缘子坯体棒固化:将模具进行保压固化，固化完成后脱模得到绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯；
5)加工成型:将绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯经车床加工出芯棒和伞裙(3)，之后将圆柱形体分离使芯棒成为空心芯棒；
6)胶装法兰:在空心芯棒的上端部胶装上端头法兰，在空心芯棒的下端部胶装下端头法兰，产品加工完成。
[0007]本制造工艺的进一步改进在于:
第五步和第六步之间增加下列步骤:
1)涂色:将伞裙的上表面涂成白色，下表面涂成黑色；
2)喷涂憎水性涂料:在空心芯棒的外壁、空心芯棒的圆筒形孔内壁和伞裙的上下表面喷涂憎水性材料。
[0008]玻璃纤维原料为玻璃纤维织物。
[0009]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明芯棒为空心芯棒，节省原材料，可以减少为实心支柱所用原材料的一半以上，空心芯棒设有与其同轴心的圆筒形孔，便于采用模具制作，空心芯棒与伞裙为一体结构；空心芯棒与伞裙为玻璃纤维增强塑料材质。介电强度高，机械强度大，防冰雪闪络特性强；真空浸胶:将绝缘子坯体棒装入模具进行抽真空处理后烘模；烘模完成后将环氧树脂胶液在真空中注入模具。绝缘子内部无分层和气泡，致密度好；将玻璃纤维原料缠绕在圆柱形体上，并使玻璃纤维的轴向和径向分布均匀，形成直径不小于绝缘子直径的绝缘子坯体棒，韧性高，介电强度和机械强度高，抗震性能好；将伞裙的上表面涂成白色，下表面涂成黑色，由于高海拔地区光照辐射强，伞裙上面为白色，电磁波的吸收量减少，老化速度降低；伞裙下表面为黑色，当伞裙上面附着冰雪时，冰雪反射能力强，黑色的伞裙下面吸收反射电磁波，温度稍升高，加速冰雪的融化速度，降低冰雪闪的概率；在空心芯棒的外壁、空心芯棒的圆筒形孔内壁和伞裙的上下表面喷涂憎水性材料，即使有少量水汽进入绝缘子内部，也不会影响玻璃钢表面电阻率，水汽也不会依附在绝缘涂层的表面，空心芯棒的圆筒形孔两端部通过下端头法兰和下端头法兰密封，防止大气中的水汽、雨水、灰尘轻易进入绝缘子内部。本发明具有介电强度高，机械强度大，防冰雪闪络特性强，制造成本低等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的结构示意图。
[0011]在附图中:1、上端头法兰；2、下端头法兰；3、伞裙；4、空心芯棒；5、圆筒形孔。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0013]由图1所示的实施例可知，本实施例包括芯棒、位于芯棒上端的上端头法兰1、位于芯棒下端的下端头法兰2以及环芯棒圆周设置的伞裙3，芯棒为空心芯棒4，空心芯棒4设有与其同轴心的圆筒形孔5，空心芯棒4与伞裙3为一体结构；空心芯棒4与伞裙3为玻璃纤维增强塑料材质。
[0014]其制造工艺 1)制备坯体:将玻璃纤维原料即玻璃纤维织物缠绕在圆柱形体上，并使玻璃纤维的轴向和径向分布均匀，形成直径不小于绝缘子直径的绝缘子坯体棒，圆柱形体的直径等于圆筒形孔5的直径；
2)制备胶液:将环氧树脂、苯酐、增韧剂和催化剂混合后在真空中进行充分搅拌后得到环氧树脂胶液；
3)真空浸胶:将绝缘子坯体棒装入模具进行抽真空处理后烘模；烘模完成后将环氧树脂胶液在真空中注入模具；
4)绝缘子坯体棒固化:将模具进行保压固化，固化完成后脱模得到绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯；
5)加工成型:将绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯经车床加工出芯棒和伞裙(3)，之后将圆柱形体分离使芯棒成为空心芯棒4 ；
6)涂色:将伞裙3的上表面涂成白色，下表面涂成黑色；
7)喷涂憎水性涂料:在空心芯棒4的外壁、空心芯棒4的圆筒形孔5内壁和伞裙3的上下表面喷涂PRTV憎水性材料；
8)胶装法兰:在空心芯棒4的上端部胶装上端头法兰I，在空心芯棒4的下端部胶装下端头法兰2，产品加工完成。
[0015]采用本制造工艺还可以加工空气动力型结构伞裙的绝缘子，空气动力型结构伞裙的绝缘子可以应用在高海拔强风雪地区，由于风速高，伞裙上积雪困难。
【权利要求】
1.一种支柱型空心复合绝缘子，包括芯棒、位于芯棒上端的上端头法兰(I)、位于芯棒下端的下端头法兰(2)以及环芯棒圆周设置的伞裙(3)，其特征在于:所述芯棒为空心芯棒(4)，所述空心芯棒(4)设有与其同轴心的圆筒形孔(5)，所述空心芯棒(4)与伞裙(3)为一体结构；所述空心芯棒(4)与伞裙(3)为玻璃纤维增强塑料材质。
2.一种如权利要求1所述的产品的制造工艺，其特征在于包括以下步骤: 1)制备坯体:将玻璃纤维原料缠绕在圆柱形体上，并使玻璃纤维的轴向和径向分布均匀，形成直径不小于绝缘子直径的绝缘子坯体棒，圆柱形体的直径等于圆筒形孔(5)的直径; 2)制备胶液:将环氧树脂、苯酐、增韧剂和催化剂混合后在真空中进行充分搅拌后得到环氧树脂胶液； 3)真空浸胶:将绝缘子坯体棒装入模具进行抽真空处理后烘模；烘模完成后将环氧树脂胶液在真空中注入模具； 4)绝缘子坯体棒固化:将模具进行保压固化，固化完成后脱模得到绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯； 5)加工成型:将绝缘子玻璃纤维增强塑料毛坯经车床加工出芯棒和伞裙(3)，之后将圆柱形体分离使芯棒成为空心芯棒(4)； 6)胶装法兰:在空心芯棒(4)的上端部胶装上端头法兰(1)，在空心芯棒(4)的下端部胶装下端头法兰(2 )，产品加工完成。
3.根据权利要求2所述的产品的制造工艺，其特征在于:所述第五步和所述第六步之间增加下列步骤: 1)涂色:将伞裙(3)的上表面涂成白色，下表面涂成黑色； 2)喷涂憎水性涂料:在空心芯棒(4)的外壁、空心芯棒(4)的圆筒形孔(5)内壁和伞裙(3)的上下表面喷涂憎水性材料。
4.根据权利要求2所述的产品的制造工艺，其特征在于:所述玻璃纤维原料为玻璃纤维织物。
【文档编号】H01B19/04GK104299731SQ201410610833
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】王永强, 欧阳宝龙, 张晓霞, 李建芳, 李永刚, 韩永强, 李龙, 隆玉福, 李卡元 申请人:华北电力大学（保定）, 国网青海省电力公司海西供电公司