一种防断裂绝缘子的制作方法

本实用新型属于绝缘子技术领域，涉及一种防断裂绝缘子。

背景技术：

绝缘子作为输电线路中必备的部件，用量非常大，绝缘子起到绝缘作用，绝缘子除了其本身的绝缘能力之外，绝缘子表面的要求也非常高，如果绝缘子表面蒙尘、结冰，绝缘性能会降低，影响输电，绝缘子两端之间伞裙表面之间的距离称为爬电距离，设置伞裙的目的就是为了防止绝缘子表面污染影响绝缘性。传统的瓷绝缘子需人工清理表面污染物，清洁麻烦，有的技术在瓷绝缘子上安装破冰装置和风力带动的清扫装置，不说安装破冰装置和风力带动的清扫装置使得绝缘子结构复杂化，增加了绝缘子负重，而且安装在绝缘子上的破冰装置和风力带动的清扫装置本身就可能导电，影响爬电距离，舍本逐末。

随着复合绝缘子在上个世纪的问世，相比瓷绝缘子，复合绝缘子具有以下优点：重量轻(比同电压等级瓷质的轻1/3～4/5)、防爆性能好以及优良的电气性能，特别是可达到很高的污秽等级。复合绝缘子芯一般由环氧树脂和纤维构成，并且为了增加防污能力，有些复合绝缘子的表面涂覆超疏水涂料，超疏水涂料虽然大大改善了防污效果，但是一般超疏水涂料本身的抗老化性差、抗雷电冲击力差，耐磨性不足，随着使用时间延长，风吹日晒，还可能被鸟啄，导致表面剥落，失去防污能力。

用于高压输电线的绝缘子一旦断裂，架空导线坠落会产生严重的安全事故并导致巨大的经济损失，为了防患于未然，现有的绝缘子设计中一般致力通过材料设计增加绝缘子的强度，尚未发现监测绝缘子裂缝的报道。

技术实现要素：

基于现有技术的上述情况，本实用新型提供了一种防断裂绝缘子，通过监测绝缘子不同位置的应力，来判断绝缘子是否产生了裂缝，如果产生裂缝，及时更换该绝缘子，从而达到防患于未然的目的，避免架空导线高空坠落。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案。

一种防断裂绝缘子，包括上钢板、下钢板、绝缘子本体、伞裙、绝缘纤维绳、短纤维、超疏水层，绝缘子本体内设置若干绝缘纤维绳、上钢板和下钢板，上钢板上设有上螺母，上螺母与上钢板是一体成型的，下钢板设有下螺母，下螺母是与下钢板一体成型的，绝缘纤维绳的两端分别绑定在上钢板和下钢板上，绝缘子本体内设置至少三个内埋式应变计，各内埋式应变计所处的高度位置相同，绝缘子本体上设有伞裙，绝缘子本体及其伞裙的表面设有短纤维，超疏水层通过短纤维紧密连接在绝缘子本体及其伞裙的表面，绝缘子本体上端盖设护盖板，护盖板的外圈设置招弧圈。

作为优选，绝缘纤维绳是碳纤维绳，内埋式应变计绑定在绝缘纤维绳上。

作为优选，所述内埋式应变计通过信号线缆连接数据采集单元，所述数据采集单元通过DTU模块连接监控中心，所述数据采集单元连接蓄电池，蓄电池连接电源控制器，电源控制器连接太阳能电池板，所述数据采集单元包括模拟信号开关、振弦信号调理电路、模数转换器、微控制器、存储器，内埋式应变计连接模拟信号开关，模拟信号开关连接振弦信号调理电路，振弦信号调理电路连接模数转换器，模数转换器连接微控制器，微控制器连接存储器和DTU模块。

作为优选，绝缘子本体为树脂组合物，树脂组合物的组成为：环氧树脂200份、4-二甲基氨基吡啶60份、苯并恶嗪树脂35份、聚四氟乙烯50份、羟乙基纤维素30份、碳化硅粉50份，碳微球30份、二氧化钛3份、氧化锌3份。

作为优选，超疏水层的组成为：有机硅树脂或氟碳树脂100份、超疏水的纳米氧化锌35份、碳化硅微粉30份、反光剂15份、不导电的红色颜料2份、抗老化剂3份。

本实用新型的技术效果：通过监测绝缘子不同位置的应力，来判断绝缘子是否产生了裂缝，如果产生裂缝，及时更换该绝缘子，从而达到防患于未然的目的，避免架空导线高空坠落。在绝缘子本体设置短纤维，通过短纤维使超疏水层连接牢固，解决了超疏水层易剥落的问题，同时超疏水层的超疏水材料用量较小，成本较低。环氧树脂、苯并恶嗪树脂、聚四氟乙烯具有良好的绝缘性，以4-二甲基氨基吡啶作为固化促进剂，羟乙基纤维素用于增强粘结力，碳化硅和石英粉作为无机填料，具有良好的强度，使得成型后的绝缘子不易变形，二氧化钛和氧化锌起到改变体系表面性质的作用，使其与超疏水层更容易粘结，二氧化钛还起到改变颜色的作用。纳米氧化锌具有超疏水性，并且硬度高，可改善表面性质，使得绝缘子的表面具备自清洁能力，碳化硅微粉加入树脂中，可显著改善其耐磨性，不导电的红色颜料是为了使绝缘子表面呈红色，实验表面红色可防止鸟类停留，反光剂使得绝缘子表面更刺眼，防止鸟类停留。

附图说明

图1是本实用新型的防断裂绝缘子示意图。

图2是内埋式应变计控制示意图。

图3是数据采集单元示意图。

图中：1.上钢板、2.下钢板、3.上螺母、4.下螺母、5.绝缘子本体、6.伞裙、7.绝缘纤维绳、8.短纤维、9.超疏水层、10.护盖板、11.招弧圈、12.内埋式应变计、13.数据采集单元、14.DTU模块、15.蓄电池、16.电源控制器、17.太阳能电池板、18.模拟信号开关、19.振弦信号调理电路、20.模数转换器、21.微控制器、22.存储器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本实用新型。

如图1所示，一种防断裂绝缘子，包括上钢板1、下钢板2、上螺母3、下螺母4、绝缘子本体5、伞裙6、绝缘纤维绳7、短纤维8、超疏水层9，绝缘子本体5内设置若干绝缘纤维绳7、上钢板1和下钢板2，绝缘纤维绳7的两端分别绑定在上钢板1和下钢板2上，绝缘子本体5上设有伞裙6，绝缘子本体5及其伞裙6的表面设有短纤维8，超疏水层9通过短纤维8紧密连接在绝缘子本体5及其伞裙6的表面。上钢板1上设有上螺母3，上螺母3与上钢板1是一体成型的，下钢板2设有下螺母4，下螺母4是与下钢板2一体成型的。绝缘纤维绳7是高抗拉强度的绳子，如采用碳纤维绳，使得绝缘子架设高压电线使抗拉能力强，不会断裂。上钢板1、下钢板2设置在绝缘子本体5内，并通过绝缘纤维绳7连接，使得绝缘子受力均匀，抗拉强度高。绝缘子本体内设置至少三个内埋式应变计12，各内埋式应变计12所处的高度位置相同，如图2所示，内埋式应变计12通过信号线缆连接数据采集单元13，所述数据采集单元13通过DTU模块14连接监控中心，所述数据采集单元13连接蓄电池15，蓄电池15连接电源控制器16，电源控制器16连接太阳能电池板17，采用太阳能电池板17给内埋式应变计12供电，并且将应力值通过DTU模块14无线传输至监控中心。为了使绝缘子防污防冰效果好，保证有效爬电距离，在绝缘子本体5及其伞裙6的表面覆盖超疏水层9，因为超疏水层9的接触角大，水、灰尘等污物难以附着在其表面，起到了自清洁的效果，同时因为超疏水层9接触角大，常规涂覆方法施工效果不理想，超疏水层9与绝缘子本体和伞裙的粘结力弱，容易剥落，部分现有技术用超疏水材料制成超疏水的伞裙外套，再把超疏水的伞裙外套套在绝缘子芯棒上，这样的方式超疏水材料用量大，成本高。而本实用新型在绝缘子本体5设置短纤维，通过短纤维使超疏水层9连接牢固，解决了超疏水层9易剥落的问题，同时超疏水层9的超疏水材料用量较小，成本较低。为了解决防雷问题，绝缘子本体5上端盖设护盖板10，护盖板10的外圈设置招弧圈11，招弧圈11的直径大于伞裙6的直径，可以罩住伞裙6，防止雷电击穿伞裙6,起到防雷效果。

内埋式应变计12绑定在绝缘纤维绳上，这样固定方便，方便绝缘子本体5成型。

参照图3，所述数据采集单元13包括模拟信号开关18、振弦信号调理电路19、模数转换器20、微控制器21、存储器22，内埋式应变计12连接模拟信号开关18，模拟信号开关18连接振弦信号调理电路19，振弦信号调理电路19连接模数转换器20，模数转换器20连接微控制器21，微控制器21连接存储器22和DTU模块14。

绝缘子本体为树脂组合物，树脂组合物的组成为：环氧树脂200份、4-二甲基氨基吡啶60份、苯并恶嗪树脂35份、聚四氟乙烯50份、羟乙基纤维素30份、碳化硅粉50份，碳微球30份、二氧化钛3份、氧化锌3份。环氧树脂、苯并恶嗪树脂、聚四氟乙烯具有良好的绝缘性，以4-二甲基氨基吡啶作为固化促进剂，羟乙基纤维素用于增强粘结力，碳化硅和石英粉作为无机填料，具有良好的强度，使得成型后的绝缘子不易变形，二氧化钛和氧化锌起到改变体系表面性质的作用，使其与超疏水层更容易粘结，二氧化钛还起到改变颜色的作用。

超疏水层的组成为：有机硅树脂或氟碳树脂100份、超疏水的纳米氧化锌35份、碳化硅微粉30份、反光剂15份、不导电的红色颜料2份、抗老化剂3份。纳米氧化锌具有超疏水性，并且硬度高，可改善表面性质，使得绝缘子的表面具备自清洁能力，碳化硅微粉加入树脂中，可显著改善其耐磨性，不导电的红色颜料是为了使绝缘子表面呈红色，实验表面红色可防止鸟类停留，反光剂使得绝缘子表面更刺眼，防止鸟类停留。