离相封闭母线新型绝缘子装置以及封闭母线的制作方法

1.本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，特别涉及一种离相封闭母线新型绝缘子装置以及一种封闭母线。


背景技术：

2.金属外壳封闭母线可以分为离相封闭母线和共箱封闭母线，离相封闭母线广泛应用于50mw及以上发电机引出线回路及公司用分支回路中。离相封闭母线包括包装外壳，在包装外壳内通过绝缘子支持结构固定导体(母线)。
3.请参考图1，图1为现有技术中绝缘子支持结构的结构示意图。
4.在现有技术中，一种典型的绝缘子支持结构如下：包括支持绝缘子a、弹性块b、蘑菇头金具c、底板d等零件；支持绝缘子通过螺栓e固定在底板d上，在支持绝缘子a与底板d的接触面上设置密封圈f，用于提高支持绝缘子a在底板d上安装的密封性；在支持绝缘子a的顶部设置盲孔结构，在盲孔结构中装入弹性块b，蘑菇头金具c装配在弹性块b的顶部，用于顶住母线，从而实现母线在支持绝缘子上的安装。
5.传统的绝缘子支持结构存在如下问题：1、底板、蘑菇头金具以及螺栓等均采用金属材料制成，尤其是蘑菇头金具以及螺栓的使用，会降低支持绝缘子的爬电距离，降低了绝缘子的绝缘性；2、母线由蘑菇头金具支撑，母线与蘑菇头金具接触，离相封闭母线在运行过程中不可避免会产生振动，这种振动会造成蘑菇头金具与母线之间的摩擦并产生金属碎屑，金属碎屑也会降低绝缘子的绝缘性；3、支持绝缘子与底板之间设置密封圈，这样密封面就会增加，对安装提出了较高的要求。


技术实现要素：

6.综上所述，如何提高绝缘子的绝缘性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
7.为了解决现有技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.本发明提供了一种离相封闭母线新型绝缘子装置，包括有支持绝缘子以及底板，所述支持绝缘子用于与所述底板接触的端面为安装面，所述安装面为异形端面，所述底板用于安装所述支持绝缘子的一侧面、其表面形状与所述异形端面形状适配，所述支持绝缘子通过所述异形端面固定设置在所述底板上。
9.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，于所述支持绝缘子上设置有蘑菇头零件，所述蘑菇头零件用于与母线接触的表面设置有硬度小于母线硬度的绝缘接触层。
10.优选地，所述绝缘接触层为片状模塑料绝缘接触层。
11.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，于所述支持绝缘子上设置有蘑菇头零件所述蘑菇头金具为硬度小于母线硬度的绝缘蘑菇头零件。
12.优选地，所述蘑菇头零件为片状模塑料蘑菇头零件。
13.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，所述底板为绝缘底
板。
14.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，于所述安装面上设置有与所述支持绝缘子同轴的安装孔；于所述底板上设置有与所述安装孔插装配合的支撑柱。
15.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，于所述安装面上并位于所述安装孔的外缘设置有与所述支持绝缘子同轴的安装环，于所述底板上设置有与所述安装环插装配合的支撑槽。
16.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，所述安装孔为自所述安装面向所述支持绝缘子另一端延伸的渐缩孔。
17.优先地，所述安装孔为台阶孔。
18.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，所述支持绝缘子与所述底板通过绝缘胶水粘结连接。
19.优选地，在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，所述底板为一体式结构。
20.本发明还提供了一种封闭母线，该封闭母线包括有如上述的离相封闭母线新型绝缘子装置。
21.本发明的有益效果如下：
22.本发明提供了一种离相封闭母线新型绝缘子装置，包括有支持绝缘子和底板，支持绝缘子用于与底板接触的端面为安装面，安装面为异形端面，底板用于安装支持绝缘子的一侧面、其表面形状与异形端面形状适配，支持绝缘子通过异形端面固定设置在底板上。
23.在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，其主要改进点为：将支持绝缘子的安装面设计为异形端面结构，通过异形端面结构实现支持绝缘子在底板上的固定安装，该结构设计去掉了传统绝缘子支持结构中的金属嵌件，同时本发明将底板设计为绝缘底板，绝缘子通过其异形端面安装在底板上，其装配结构完全绝缘，这样可以增加绝缘子的爬电距离，增强整个绝缘子装置的绝缘性能，减小局放量。与原结构相比，本发明减少了固定绝缘子使用金具和密封用的密封圈，其可以降低结构成本，提高装配效率。
24.本发明的再一个改进重点在对蘑菇头零件的改进，通过结构设计，能够使得蘑菇头零件与母线导体之间为绝缘接触，其可以提高绝缘子装置的绝缘性能。同时，蘑菇头零件与母线导体接触的部位硬度小于母线导体，其可以减少蘑菇头零件与母线导体之间的摩擦，杜绝了运行过程因母线振动摩擦产生金属碎屑情况的出现，同时增加了绝缘高度，提高母线的绝缘性能，提高母线安全运行的可靠性。
附图说明
25.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
26.图1为现有技术中绝缘子支持结构的结构示意图。
27.在图1中，附图标记说明如下：
28.支持绝缘子a、弹性块b、蘑菇头金具c、底板d、螺栓e、密封圈f。
29.图2为本发明实施例中离相封闭母线新型绝缘子装置的结构示意图。
30.在图2中，附图标记说明如下：
31.支持绝缘子1、底板2、蘑菇头零件3、安装孔4、支撑柱5、安装环6、弹性块7。
具体实施方式
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
33.在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
34.请参考图2，图2为本发明实施例中离相封闭母线新型绝缘子装置的结构示意图。
35.本发明提供了一种离相封闭母线新型绝缘子装置，安装在离相封闭母线中，用于支撑母线外壳内的母线导体。
36.在本发明中，该离相封闭母线新型绝缘子装置包括有支持绝缘子1以及底板2。
37.支持绝缘子1可以为smc(片状模塑料)绝缘子，支持绝缘子1设置在离相封闭母线的外壳内，支持绝缘子1的一端设置在底板2上，通过底板2固定在母线的外壳内，支持绝缘子1的另一端与外壳的内顶面具有一定的间距(在该空间内安装母线)，支持绝缘子1用于支持母线导体，实现母线导体在母线外壳内的固定安装。
38.支持绝缘子1与底板2接触的一端，其端面定义为安装面，支持绝缘子1的安装面与底板2接触，从而实现支持绝缘子1在底板2上的安装。底板2的一侧面与支持绝缘子1连接，底板2的同一侧面与外壳连接，底板2用于与外壳接触的部分采用环形平面结构设计，在底板2上开设用于安装螺栓组件的通孔，底板2通过螺栓组件固定在外壳的绝缘子底座上。
39.为了提高绝缘子的绝缘性，本发明将传统的金属制底板(导电)优化为绝缘底板(不导电)，支持绝缘子1安装在底板2上，支持绝缘子1以及底板2均为不导电部件，这样能够增加绝缘子的爬电高度，达到提高绝缘子绝缘性能的目的。
40.具体地，底板2为非铝制的绝缘底板(将底板由传统的铝制结构改为绝缘材料结构)。支持绝缘子1安装在底板2上，为了提高支持绝缘子1与底板2之间的连接强度，本发明中，支持绝缘子1与底板2通过过盈配合或绝缘胶水粘结连接。绝缘胶水是指具有粘接功能，同时具有绝缘作用的胶水，例如502胶水。支持绝缘子1与底板2之间通过绝缘胶水粘结连接，其能够增加支持绝缘子1与底板2之间的连接强度，同时还能够提高支持绝缘子1与底板2连接后整体结构的绝缘性。
41.本发明中，底板2可以有如下两种结构：1、底板2整体由绝缘材料制造而成，例如采用片状模塑料作为原料制成片状模塑料底板；2、底板2设置一个内骨架结构，在内骨架结构的外侧设置绝缘层，从而使得底板2绝缘形成绝缘底板。在第二种结构形式中，首先设置一
个具有一定结构强度的内骨架(金属骨架或者硬质塑料骨架)，在内骨架的外侧设置绝缘板材，从而使得底板2在具有较高结构强度的同时，还具有绝缘性。
42.在本发明的其他实施方式中，底板2还可以采用其他绝缘材料制成，例如玻璃、陶瓷、酚醛树脂等。在本发明的优选实施方式中，底板2采用一体式结构设计，这样可以提高底板2的结构强度。
43.上述对底板2的结构优化，能够在一定程度上提高绝缘子的绝缘性。另外，本发明还提出了另一个结构改进，以进一步提高绝缘子的绝缘性，其具体改进如下：支持绝缘子1用于与底板2接触的端面为安装面，安装面为异形端面，底板2用于安装支持绝缘子1的一侧面的表面形状与异形端面形状适配，支持绝缘子1通过其异形端面固定设置在底板2上。
44.在本发明的一个优选实施方案中，支持绝缘子1和底板2均采用smc浇注而成。
45.对于支持绝缘子1而言，其异形端面的设计标准为：即能够保证支持绝缘子1在底板2上安装的可靠性，又能够对支持绝缘子1提供一定的作用力保证其在发生振动时不会出现倾倒的问题。
46.对于支持绝缘子1在底板2上的安装形式，本发明提供了如下多个具体实施方式：
47.实施方式一
48.于安装面上设置有与支持绝缘子1同轴的安装孔4，并且，安装孔4为自安装面向支持绝缘子1的另一端延伸的渐缩孔。进一步地，安装孔4为台阶孔。相应地，于底板2上设置有与安装孔4插装配合的支撑柱5，支撑柱5为台阶型柱体，支持绝缘子1安装到底板2上时，支撑柱5能够插入到安装孔4内，支撑柱5的外侧面与安装孔4的内侧面相接触。在上述结构设计中，在底板2上设置的支撑柱5插入到安装孔4中，底板2与支持绝缘子1之间的连接接触面积增加，其能够提高支持绝缘子1在底板2上设置的稳定性。同时，支撑柱5与安装孔4的内侧面接触，在离相封闭母线运行发生振动时，由于支撑柱5与支持绝缘子1之间的接触面较大，其能够对支持绝缘子1提供可靠地支撑，避免支持绝缘子1相对于底板2发生震颤，保证支持绝缘子1在底板2上稳定安装。
49.基于实施方式一，本发明还进行了如下改进：保持支持绝缘子1上安装孔4的结构不变，对支撑柱5进行结构优化，支撑柱5由至少两个横截面为曲面的片状支撑柱单元组成，支撑柱单元在底板2上竖直设置，这样由支撑柱单元形成一个筒形结构，在支撑柱单元的外侧面设置倒齿结构，在支持绝缘子1上安装孔4的内侧面上设置与倒齿结构卡装配合的卡槽。支持绝缘子1通过其安装孔4装入到支撑柱5上的过程中，支撑柱单元受到安装孔4内侧壁的压紧收缩，这样保证支持绝缘子1能够稳定装配到底板2上。
50.倒齿结构具有“单向通过”的特点，在支持绝缘子1安装到支撑柱5上的过程中，安装孔4的内侧壁抵在倒齿结构的表面，可以使得支持绝缘子1顺利装配到支撑柱5上，当倒齿结构卡入到卡槽中后，支撑柱单元上的倒齿结构与安装孔4上的卡槽配合，能够避免支持绝缘子1倒退脱落。同时，倒齿结构与卡槽的配合，还可以对支持绝缘子1在底板2上的安装进行定位，提高部件之间的装配精度。通过上述结构，由支撑柱单元对支持绝缘子1施加向外扩张的作用力，能够避免支持绝缘子1在底板2上晃动问题的出现。
51.基于实施方式一，本发明还进行了如下改进：于安装面上并位于安装孔4的外缘设置有与支持绝缘子1同轴的安装环6；于底板2上设置有与安装环6插装配合的支撑槽。通过安装环6与支撑槽的结构设计，能够进一步增加支持绝缘子与底板2之间连接接触面的面
积，能够提高支持绝缘子1在底板2上安装稳定性以及支持绝缘子1在底板2上安装的密封性。
52.实施方式二
53.在支持绝缘子1的安装孔4的内壁等间隔设置多个齿槽，在底板2上设置与齿槽一一对应的齿条结构，这样支持绝缘子1通过其安装孔4装配到齿条上，也能够保证支持绝缘子1在底板2上的固定安装。
54.基于本实施例的结构基础，本发明可以在齿条上设置倒齿结构或者凸起的卡块结构，在齿槽上设置与倒齿结构或者卡块结构卡装配合的卡槽，以进一步提高支持绝缘子1在底板2上安装的稳定性。
55.实施方式三
56.在支持绝缘子1上设置的安装孔4为内螺纹孔，在底板2上设置了与安装孔4螺纹配合的螺纹柱，这样支持绝缘子1与底板2可以通过安装孔4与螺纹柱的配合实现固定连接。
57.本发明对底板2进行了结构优化，即底板2为绝缘底板，并且对支持绝缘子1与底板2之间的连接结构进行新的结构设计，其结构改进能够增加绝缘子的爬电距离，提高了本发明的绝缘性。
58.另外，底板也可以采用铸铝底板。
59.在现有技术中，绝缘子的顶部设置了蘑菇头金具，蘑菇头金具的使用会带来如下问题：1、蘑菇头金具为金属构件，不利于绝缘子的绝缘；2、蘑菇头金具与母线接触，发生振动时，蘑菇头金具会与母线摩擦产生金属碎屑，降低了绝缘子的绝缘性。
60.为了解决上述两个问题，本发明提出了另外一个结构优化设计，即：于支持绝缘子1上设置有蘑菇头零件3，蘑菇头零件3用于与母线接触的表面设置有硬度小于母线硬度的绝缘接触层。
61.在支持绝缘子1的顶部设置了一个用于安装蘑菇头零件3的卡孔，在卡孔中设置了弹性块7，蘑菇头零件3卡在卡孔中，弹性块7夹设在蘑菇头零件3与卡孔之间，通过弹性块7提高蘑菇头零件3在卡孔中安装的牢靠程度。
62.蘑菇头零件3装配在支持绝缘子1上，在实际应用到离相封闭母线中时，母线导体安装在蘑菇头零件3的顶面上(压在蘑菇头零件3的顶面上)，设定蘑菇头零件3与母线接触的面为接触面，本发明在蘑菇头零件3的接触面上设置了一层硬度小于母线硬度的绝缘接触层，这样在发生振动时，母线与绝缘接触层接触摩擦，绝缘接触层产生碎屑(母线硬度高不产生碎屑)，这些碎屑为绝缘材料碎屑，因此，其解决了现有技术中金属碎屑会降低绝缘子绝缘性的问题。
63.当然，本技术中蘑菇头零件3也可以采用金属材料制成，例如采用硬度较低的铸铝。
64.对于蘑菇头零件3(现有技术中为蘑菇头金具)而言，其也可以进行整体结构优化，即蘑菇头零件3为硬度小于母线硬度的绝缘蘑菇头零件3。在本结构设计中，如果母线发生振动，母线与蘑菇头零件3接触摩擦，蘑菇头零件3产生碎屑(母线硬度高不产生碎屑)，这些碎屑为绝缘材料碎屑，因此，其解决了现有技术中金属碎屑会降低绝缘子绝缘性的问题。
65.在此限定：当蘑菇头零件3上设置有绝缘接触层时，绝缘接触层为片状模塑料绝缘接触层；当蘑菇头零件3为绝缘蘑菇头零件时，蘑菇头零件3为片状模塑料蘑菇头零件。
66.本发明还提供了一种封闭母线，该封闭母线包括有外壳，在外壳内通过绝缘子安装有母线，其中，绝缘子为如上述的离相封闭母线新型绝缘子装置。
67.具体地，封闭母线包括母线外壳，在母线外壳内设置了母线导体，母线导体由上述的离相封闭母线新型绝缘子装置进行支撑，实现在母线外壳内的安装。
68.在本发明所提供的离相封闭母线新型绝缘子装置中，其改进点主要是去掉了传统绝缘子支持结构中的金属嵌件，并将底板由铝制底板改为绝缘材料制底板，同时使用绝缘胶水粘结绝缘子和底板，绝缘子与底板之间紧密连接，减少了一个密封面，改进了密封性能。将底板设计为绝缘底板，绝缘子通过其异形端面安装在底板上，其装配结构完全绝缘，这样可以增加绝缘子的爬电距离，增强整个绝缘子装置的绝缘性能，减小局放量。与原结构相比，本发明减少了固定绝缘子使用金具和密封用的密封圈，其可以降低结构成本，提高装配效率。本发明的再一个改进重点在对蘑菇头卡具的改进，通过结构设计，能够使得蘑菇头卡具与母线导体之间为绝缘接触，其可以提高绝缘子装置的绝缘性能。同时，蘑菇头卡具与母线导体接触的部位硬度小于母线导体，其可以减少蘑菇头卡具与母线导体之间的摩擦，杜绝了运行过程因母线振动摩擦产生金属碎屑情况的出现，同时增加了绝缘高度，提高母线的绝缘性能，提高母线安全运行的可靠性。
69.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。