一种瓷复合支柱绝缘子及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种瓷复合支柱绝缘子及其制备方法，属于绝缘子技术领域。
【背景技术】
[0002] 支柱绝缘子作为电力系统的重要组成部分，在交、直流输电线路中起着支撑电力 设备与电气绝缘的重要作用。户外运行的绝缘子时刻受到大气中各种污染源的影响。当空 气湿度较小时，绝缘子表面覆盖的污秽层不显示导电性，绝缘子可以可靠安全运行。当空气 湿度较大时，污秽中含有的可溶盐分溶于水形成导电的离子，在工作电压作用下形成泄漏 电流在绝缘子表面流过，电流的热效应导致绝缘子表面形成多个干区。干区的电阻远大于 湿区的电阻，承受较高的电压，引起局部电场畸变产生电弧，在一定条件下甚至发展为贯穿 两极的闪络。由此可见，如何预防、减少支柱绝缘子的污闪事故，如何有效提高支柱绝缘子 在严峻条件下的污闪特性将成为今后支柱绝缘子研究的重点。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了提供一种电气性能优异、应用领域广泛、长期性能可靠的瓷 复合支柱绝缘子及其制备方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种瓷复合支柱绝缘子，其特征在于，包括瓷棒绝缘子本体、胶装于瓷棒绝缘子本体两 端的金具附件，套设于瓷棒绝缘子本体外部且与金具附件搭接的外绝缘伞裙护套。
[0005] 进一步，所述的外绝缘伞裙护套为一个大伞两个小伞的顺序间隔排列，并且一个 大伞两个小伞形成的每组伞有效泄露距离246mm。且所述的外绝缘伞裙护套的材料为氟硅 橡胶。
[0006] 而所述的金具附件的内部形成有安装内孔，安装内孔的边缘为出口端，所述的安 装内孔中的胶装部位为锯齿形，而出口端的端部厚度增加且为圆弧形，且所述的出口端外 周用于包胶的部位形成有矩形槽。
[0007] 此外，所述的瓷棒绝缘子本体和金具附件胶装采用的胶合剂为添加了超细硅灰粉 配方的硅酸盐水泥胶合剂。
[0008] 更进一步，一种上述的瓷复合支柱绝缘子的制备方法，其特征在于：包括以下步 骤： (1)制备金具附件：选用添加40Mn2的耐候钢，通过锻造机进行加工得到金具附件粗 品，然后在金具附件粗品的表面通过热浸锌方法进行防腐处理，浸锌平均厚度大于86微 米，然后将金具附件粗品的安装内孔中的胶装部位加工成锯齿形，将金具附件粗品的出口 端的端部厚度增加且加工为圆弧形，并在所述的出口端外周用于包胶的部位加工一矩形 槽，最后逐个通过射线探伤和磁粉探伤剔除其内外部缺陷，得到金具附件，且所述的热浸锌 方法中采用的锌锭的纯锌含量> 99. 9% ; 选用耐候钢能长期有效保证金具附件不被恶劣气候腐蚀损坏，加上表面浸锌防腐，则 可确保金具附件在复杂恶劣的极端工况下安全运行，而安装内孔设计为锯齿形，可有效增 加金具附件的胶装面积，提高机械强度，金具附件的端部圆弧形可均匀运行中的电场强度， 减少电晕，而端部的矩形槽则有效增大硅橡胶与金具附件的接触面积，提高端部密封可靠 性，保证产品长期稳定运行，此外安装部位端部壁厚增加，能在成本可控的基础上极大提高 金具抗弯强度，再使用磁粉探伤和射线探伤筛选出高质量的金具附件用于本专利产品； (2) 制备瓷棒绝缘子本体：首先准备瓷棒绝缘子本体的基料，然后向基料中加入基料总 重量30%的水得到浆料，对浆料进行球磨12h得到新浆料，再将新浆料经过筛、除铁后进行 榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，挤制得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后 即得到生坯，生坯经上釉、上砂、烧成得到瓷棒绝缘子本体，所述的瓷棒绝缘子本体的基料 包括以下组分，且各组分的重量份数分别为：黑粘土 3-6份，工业氧化铝35-45份，樟村土 5-12份，径阳土 7-20份，左云土 5-15份，青草岭7-16份，白胶泥11-20份，长石5-15份，宁 海土 1-6份，新会土 1-6份； (3) 在步骤（2)制备得到的瓷棒绝缘子本体的两端胶装步骤（1)中制得的金具附件， 制备瓷复合支柱绝缘子的半成品：首先在瓷棒绝缘子本体的两端胶装金具附件得到半成 品，然后对半成品包胶位置进行预处理，所述的预处理的工序为：先去除半成品表面可见 污染及物理灰尘，再使用质量分数95%的乙醇清洗表面，把清洗后的半成品集中放入温度 120°C的烘箱中，预烘15min，蒸发表面湿气和水分，取出冷却至室温后，半成品表面喷涂 硅烷偶联剂，所述的硅烷偶联剂通过质量分数为99. 9%的无水乙醇与丁二烯基三乙氧基硅 烷以1:1的容积比混合后调配制成，再放入温度50°C的烘箱预烘，以促进提高偶联剂活 性，待注射时取出使用； (4) 在步骤（3)制备得到的半成品上利用整体注射方法注塑外绝缘伞裙护套，并将外 绝缘伞裙护套和半成品的端部密封：首先将半成品放入高温高压的模腔内，采用金具附件 的外径与合模后模腔内径紧密切合的方式定位，并通过螺杆匀速旋转均匀挤出硅橡胶，充 满模腔空隙，在注塑过程中，通过四次合模力的简谐波动排除模腔热空气，使硅橡胶完全并 紧密充满模腔空隙，再在160°C和lOObar锁模力的作用下恒温600s，使外绝缘伞裙护套和 半成品的端部密封一次硫化成型，得到瓷复合支柱绝缘子，且所述的外绝缘伞裙护套的原 料包括以下组分且各组分的重量分数分别为：11〇_2甲基乙烯基硅橡胶100份、气相法白炭 黑30份、氢氧化铝微粉110份、色母胶1. 5份、氧化锌5份、硅烷1. 5份、硅油11份、三乙醇 胺1份、Y-三氟丙基甲基聚硅氧烷5份、双二五硫化剂1份。
[0009] 本发明的有益效果为：本发明通过合理的结构设计，采用优质的生产原料，选择先 进的制作工艺，使得制备得到的瓷复合支柱绝缘子具备优异的机电性能，而使用高温硫化 氟硅橡胶作外绝缘伞裙护套，以高强度陶瓷作内绝缘，采用变振工艺用高强度硅酸盐胶装 端部附件而制成的瓷复合绝缘子更具有以下优势： ① 引进上硅所细晶高强氧化铝陶瓷的低温液相烧结方法，降低了陶瓷的烧结温度，在 保证瓷件力学性能的同时，减少了天然气用量，节能15% ; ② 利用预压应力和粒子弥散增强机理，采用增强裹釉砂创新工艺，提高瓷件的理化性 能和产品胶装质量，瓷件胶装部位的抗弯强度总体提高25%左右； ③ 采用添加超细硅灰粉配方的硅酸盐水泥胶合剂作为瓷体和钢帽之间的胶合剂，保证 强度的同时有效降低了生产成本； ④ 采用耐老化、防污闪、耐腐蚀等优异机电性能的复合氟硅橡胶作外绝缘，提高产品运 行性能，确保产品安全稳定，并拓宽产品应用领域； ⑤ 采用三氟丙基甲基聚硅氧烷改性高温硫化硅橡胶作外绝缘伞裙护套，并优化其配方 及外绝缘伞形结构，研制出电气性能优异、应用领域广泛、长期性能可靠的优质外绝缘材料 和外绝缘结构，极大提高了产品耐老化、耐污秽、耐高压电场能力，确保产品整体电气性能 突出。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明一实施例的结构示意图； 图2为本发明所述的金具附件的结构示意图。
[0011] 图中主要附图标记含义为： 1、金具附件 2、连接部件 3、瓷棒绝缘子本体 4、外绝缘伞裙护套 5、六角螺栓 6、六角螺母 7、硅酸盐水泥胶合剂8、安装内孔 9、出口端 10、矩形槽 11、缓冲垫片。
【具体实施方式】
[0012] 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的 实施例及附图配合详细的说明，说明如下： 图1为本发明一实施例的结构示意图；图2为本发明所述的金具附件的结构示意图。
[0013] 如图1和图2所示：瓷复合支柱绝缘子，包括瓷棒绝缘子本体3、胶装于瓷棒绝缘 子本体3两端的金具附件1，套设于瓷棒绝缘子本体3外部且与金具附件搭接的外绝缘伞裙 护套4,且所述的瓷棒绝缘子本体3和金具附件胶装采用的胶合剂为添加了超细硅灰粉配 方的硅酸盐水泥胶合剂7,且在瓷棒绝缘子本体3和金具附件之间还设置有缓冲垫片11。
[0014] 在本实施例中，金具附件1与其他部件2通过六角螺栓5和六角螺母6锁紧连接， 且六角螺栓5和六角螺母6对金具附件1与其他部件2进行锁紧的过程中，还使用了平垫 圈和弹簧垫圈。金具附件1的内部形成有安装内孔8,用于与瓷棒绝缘子本体3连接，安装 内孔8的边缘为出口端9,所述的安装内孔8中的胶装部位为锯齿形，而出口端9的端部厚 度增加且为圆弧形，且所述的出口端9外周用于包胶的部位形成有矩形槽10。
[0015] 而所述的外绝缘伞裙护套4则为一个大伞两个小伞的顺序间隔排列，并且一个大 伞两个小伞形成的每组伞有效泄露距离246mm，且在本实施例中，所述的外绝缘伞裙护套4 的材料为氟硅橡胶。
[0016] 本实施例所述的瓷复合支柱