专利名称：悬式绝缘子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬式绝缘子，该悬式绝缘子具有瓷质绝缘体和通过粘结接合于上述瓷质绝缘体的盖形零件及销形零件，所说的瓷质绝缘体包括具有顶壁、周壁的中空圆筒状头部，其质体表面施以釉子，周壁的内周面及外周面粘着陶瓷质沙粒。本发明特别涉及绝缘体破坏强度可大幅度提高的瓷绝缘子。
为了增大悬式瓷绝缘子中绝缘体和盖形零件及销形零件的接合强度，在绝缘体头部的内周面和外周面上粘结陶瓷质砂粒，由粘接剂将盖形零件和销形零件粘合在绝缘体上，这种悬式绝缘子已是公知技术。这样的悬式绝缘子的问题是内络击穿是粘着于绝缘体头部的砂粒间的釉子产生部分破损的诱因。作为提高瓷绝缘体内络强度、污油击穿电压的手段，曾研究过使绝缘体管体表面的釉子低阻抗化。其意图是着眼于由瓷器及釉子构成的复合电介体的绝缘击穿由表层开始，降低釉子的分压。
但是，由于粘接剂是导体，盖形零件和销形零件变成电极，而绝缘体头部的内周面及外周面上粘着瓷质砂粒的情况下，砂粒形状不规则，故电极形状变化很大。而且，绝缘击穿强度决定于这样的电极形状，即使使釉子低阻抗化，釉子层的电场缓和效果也不充分。
特公开6-53601号公报公开了一种绝缘子用砂粒的制造方法；砂粒基体由和泥机挤压成形为面条状，干燥后粉碎，由整粒机进行整粒，使砂粒成为直径大致和上述面条的直径相同且棱角少的砂粒，然后再烧结。使用由此法制成的砂粒，并且使釉子的阻抗降低，则雷击浪涌作用时，可缓和砂粒棱角处的电场集中，可提高击穿电压，并可有效地消除由应力集中引起的强度降低。另一方面，釉子低阻抗化可由添加例如钛金属等实现。所以，发现采用上述诸措施，可充分地产生釉子层的电场缓解效果，但为提高瓷绝缘体的抗拉强度，同时满足瓷器、釉子材料要求的热膨胀等诸条件，则一般难于使釉子低阻抗化。
所以，本发明的目的是提供一种改进的悬式的绝缘子，该绝缘子不依赖于釉子的低阻抗化而具有优良的绝缘击穿强度。
为解决上述问题，本发明白的绝缘子具有瓷质绝缘体和通过粘结接合于上述瓷质绝缘体的盖形零件及销形零件，所说的瓷质绝缘体包括具有顶壁、周壁的中空圆筒状头部，其质体表面施以釉子，周壁的内周面及外周面粘着陶瓷质沙粒，其特征在于砂粒的电介率ε1和釉子的电介率ε2之间满足关系式ε2－ε1≤0。
本发的绝缘子是基于下述的新发现完成的首次从悬式瓷器绝缘体中的砂粒和釉子的电介率的组合着眼，当砂粒的电介率和釉子的电介率满足ε2－ε1≤0时，即使不特别地降低釉子的阻抗也可充分缓解电极形状的影响，大幅度提高绝缘击穿强度的提高。
下面，根据图表示的最佳实施例来说细说明本发明。其中，
图1是本发明的悬式绝缘子的正视图，其中一半为剖视图。
图2是制造悬式绝缘子用沙子的制造工艺流程图。
图3是悬式绝缘子的釉子和砂子电介率之差与浪涌击穿强度的关系曲线。
图4是表示悬式绝缘子电场计算模型的说明图。
图5本发明实施例及参照例的电场模型的计算结果曲线。
图6本发明实施例及参照例的电场模型的计算结果曲线。
图7是本发明实施例及参照例的电场模型的计算结果曲线。
图8是釉子及砂粒的热膨胀率之差和悬式绝缘子抗拉强度的关系曲线。
图9是釉子及砂粒的热膨胀率之差和悬式绝缘子抗拉强度的关系曲线。
图中的符号表示1—绝缘体，2a—头部周壁、4—砂粒、6—盖型零件、7—粘接剂。
图1所示的悬式绝缘子具有瓷器制绝缘体，此绝缘体1的基体表面以公知形态涂上釉子，绝缘体1由向半径外侧方向延伸出的凸缘状伞状部2，以及配置在其中央并向上突出的大致为圆筒状的头部3构成。头部3包括下接伞状部2的大致为圆筒形的周壁3a、接在周壁3a的上端部的顶壁3b、周壁3a的内、外周面上粘着有瓷质沙粒4。盖形零件5和销形零件用粘接剂7粘合在头部3的外周、内周侧。而且，销形零件6的上端面和头部3的顶壁3b的内表面之间装有缓冲用垫圈8。这样的悬式绝缘子的基本构成为公知技术。
如图2所示，绝缘体1的头部周壁3日的内周面及外周面上粘着的砂粒最好由下述制成。即，首先和过去的技术方法一样地调和砂粒基体，由过滤压机脱水并形成含有适当水份的砂饼。将此砂饼投入和泥机中调和，从具有孔径为1.8～2.0mm大小的多个通孔的孔板压出，得到面条状成形体。此成形体的直径或与目标砂粒的最大粒径相同、或稍大些。然后，干燥此面条成形体，由粗粉碎机、分裂整粒机将成形体粉碎、整粒成与成形体直径大致相同的粒状体。分裂整粒机是使设有多个通孔的滚筒回转、进行粉碎、整粒的装置。滚筒上通孔的孔径为1.6～1.8mm，滚筒转数远低于通常时的转数，为200ppm。得到的粒状体为少棱角的粒状体，将粒状体放在上网眼为1.68mm，下网眼为0.84～1.0mm的整粒筛上筛选，然后装钵烧结。接下来，将烧结品置于筛选筛上筛选，精选棱角较少的绝缘体用砂粒。绝缘体用砂粒的上述粉碎方法已在上述的特公平6-53601号公报中详述，请参照上述公报。
本发明中，从悬式绝缘子的砂粒4和釉子的电介率的组合着眼，设定砂粒电介率和釉子电介率满足ε2－ε1≤0。图3是图1中的绝缘体釉子和由上述方法粉碎的砂粒的电介率之差ε2－ε1≤0。与悬式绝缘子悬式浪涌击穿率之间的关系曲线。此曲线是通过下述实验得到的制作1-5个根据IEC规格标准No.305-V120BS的垂悬式绝缘子，使其砂粒及釉子电介率之差各不相同。由图3可以看出，釉子的导电率ε2比砂粒的电介率ε1高时，浪涌击穿率大于60％。而与此相对，当砂粒的电介率ε1和釉子的电介率ε2大致相等时，浪涌击穿率约为15％左右，而当ε1大于ε2时，浪涌击穿率降低到5％以下。由此实验结果可以看出，釉子和砂粒的电介率差ε2－ε1≤0时，可有效地降低悬式绝缘子的浪涌击穿率。
图3的曲线中，各点附近括号内的数字表示在电压陡度2500KV/μS的条件下各试件1-5的浪涌击穿率。从此实验结果也可以看出当釉子和砂粒的电介率ε2－ε1≤0时，可有效地降低浪涌击穿率。
发明者为确认釉子和砂粒之间电介率差对绝缘体的绝缘击穿的影响，根据图4的电场计算模型(尺寸单位MM)，改变ε2－ε1值，对电场进行了解析计算。其结果如图5～7及下表1所示表1
由图5～图7所示，任意一模型中，最大电场都产生于砂粒间的釉子部分，这与各种绝缘击穿实验结果一致。而且，如表1所示，砂粒间的釉子部分的最大电位梯度在ε2－ε1为正的模型1中较高，而在ε2－ε1为负的模型2，3中变低。即可知当ε2－ε1≤0时，砂粒间的釉子部分的分压有效地降低。
一般电介率为砂粒中的结晶成分和玻璃成分电介率之和，故砂粒中结晶成分的电介率特别重要。例如，氧化铝晶体电介率为10，石晶约为5～7，玻璃约为5～7，故使粒砂中含有大量的氧化铝可以增大电介率。但，另一方面，砂粒中含有多量氧化铝晶体时，则热膨胀率变高，这是其不利的一面。故，氧化铝晶体含量自然而然受到限制。鉴于此，本发明使用砂粒的成分为Al2o320～70wt％，SiO240～70wt％，KNaD2～6wt％，最好为Al2o340～60wt％，SiO240～60wt％。
釉子和砂粒的热膨胀率之差与悬式绝缘子抗拉强度的关系如图8所示，当然膨胀率差小于-0.11时，抗拉强度急剧下降，相反当热膨胀率之差大于-0.11时，抗拉强度保持稳定。另一方面，釉子和砂粒的热膨胀率之差与它们的电介率之差ε2－ε1的关系如图9所示，大致为比例关系。当热膨胀率之差为-0.11时，二者之电介率差ε2－ε1为-1.4。所以，当考虑绝缘体的抗拉强度时，最好根据图8所示的关系，使电介率之差满足-1.4≤ε2－ε1≤0。
如上所述，根据本发明，研究者特别着眼于网悬式瓷制绝缘子的砂粒和釉子之间的电介率之组合，使二者电介率之差满足ε2－ε1≤0，这样，即使不特意地降低釉子的阻抗，就能充分缓和电极形状的影响，大幅度提高绝缘击穿强度。
上述实施例仅是本发明的一例，本发明不限于上述实施例，只要不超出上述说明的范围，本发明可有各种各样的变种实施例。
权利要求
1.一种悬式绝缘子，该悬式绝缘子具有瓷质绝缘体和通过粘结接合于上述瓷质绝缘体的盖形零件及销形零件，所说的瓷质绝缘体包括具有顶壁、周壁的中空圆筒状头部，其质体表面施以釉子，周壁的内周面及外周面粘着陶瓷质砂粒，其特征在于砂粒的电介率ε1和釉子的电介率之间满足下述关系式ε2－ε1≤0。
2.如权利要求1所述的悬式绝缘子，其特征在于砂粒的电介率和釉子的电介率满足下式-1.4≤ε2－ε1≤0。
3.如权利要求1或2记载的悬式绝缘子，其特征在于上述砂粒为将砂粒基体由和泥机压出成面条状，干燥后粉碎，由整粒机进行整粒，得到直径大致与上述面条直径相同，而棱角较少的粒状体，然后再烧结制成。
全文摘要
本发明涉及一种悬式绝缘子，该悬式绝缘子具有瓷质绝缘体和通过粘结接合于上述瓷质绝缘体的盖形零件及销形零件，所说的瓷质绝缘体包括具有顶壁、周壁的中空圆筒状头部，其基体表面施以釉子，周壁的内周面及外周面粘着陶瓷质沙粒。本发明中，砂粒的电介质ε
文档编号H01B17/00GK1144387SQ9511820
公开日1997年3月5日 申请日期1995年9月28日 优先权日1995年8月25日
发明者野崎宏, 刀根如人 申请人:日本碍子株式会社