专利名称：带有粘合剂连接的高压绝缘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的高压绝缘器。 这种绝缘器具有轴对称的绝缘体和两个支架，这两个支架连接在绝 缘体上，形成电绝缘间隔段。这两个支架之一利用粘合剂层附着在 绝缘体上。该粘合剂层设置在绝缘体的外表面的一部分和支架的连 接套筒的内表面的一部分之间，或绝缘体的内表面的 一部分和支架 的连接螺栓的外表面的一部分之间。在高压技术硬件设计中，这种绝缘器一般用作开关操作杆、支 柱绝缘件或灭弧室绝缘件。
背景技术：
在文献CH 633651 A5中介绍了上述类型的高压绝缘器。这种具 有一个空心轮廓部件的绝缘器，包括一个机械式承载的玻璃纤维增 强塑料管，管的每一端都装有锥形的金属固定件。塑料管一端的外 表面和内表面形状分别是内圆锥形(图1)和外圓锥形(图2)。在塑料管 相应的内圆锥和外圓锥上，分别有相应的外圆锥或内圓锥形固定件。 通过附在相互作用的圓锥面上的粘合剂层及/或刻在该表面的圆锥螺 紋把相关的固定件安装在塑料管上。如果塑料管壁较薄，则它可以 在远离固定件的 一侧用粘接的方式连接到 一个支撑环上。圆锥形的 粘接和/或螺紋连接一方面使力很好地引入到塑料管，并且如果同时 塑料管上涂有一层注塑聚酯纤维，还保证了玻璃纤维不受在气体绝 缘装置中使用高压绝缘器时所产生的SF6气体分解产物的影响。在文献EP 899764 A2中公开了 一种形式为绝缘拉杆的高压绝缘 器，它有一个绝缘管两个金属支架，绝缘管每端布置一个支架。每个支架都包括一个外部套筒和一个插入管末端的内部接头。通过过 盈配合或粘合的方式，支架以扩展的形式安装到绝缘管上。发明内容如权利要求所述的本发明的目的在于，提供一种上文所述的高 压绝缘器，其可以在长时间内承受很高的机械负载和热负载。根据本发明的高压绝缘器中，在附在绝缘体上的支架的连接套 筒或连接螺栓的一端设置有在绝缘体横向收缩时可弹性变形的环形 体，其通过粘合剂层面向绝缘间隔段的端部部分与绝缘体连接。在电气装置或电气设备中使用高压绝缘器时，由于环形体会发 生弹性形变，任何由于升温而可能发生的绝缘体的横向收缩都不会 在粘合剂结合部的端部部分带来^艮强的机械力。因此在该端部部分 垂直于该层而作用的拉力和压力^皮大大地抑制，从而避免了不希望 的剥落力和分离力的形成。根据本发明的高压绝缘器的优点即在于 这种即使在承受很高的机械负载和热负载情况下的长时间耐用性。根据本发明的高压绝缘器的更多有利效果将在下文的说明中变 得更加明显。
以下有参考附图的文字详细解释了本发明的示范性实施例。其中.-图l是根据本发明的高压绝缘器的第一实施例一个部分的平面 图，该部分沿轴向穿过一个部件，位于轴的右边。该实施例具有管 状的、在图中以缩短方式显示的绝缘体，和两个连^矣在绝缘体上的 支架，而两个支架中的下部支架具有连接套筒和连接螺栓。图2是如图1所示的根据本发明的高压绝缘器的第二实施例的平 面图，此图仅显示了下部支架，该支架如图l所示的相应支架，具有 连接套筒和连接螺栓，图3是如图1所示的根据本发明的高压绝缘器的第三实施例的平 面图，此图显示的下部支架仅包括连接套筒，而图4是如图〗所示的根据本发明的高压绝缘器的第四实施例的平 面图，此图显示的下部支架仅包括连接螺栓。1绝缘体2轴线3, 4支架10连接套筒11,21粘合剂层12,22环形体20连接螺栓23环形凹槽24螺紋111,211粘合剂层的端部部分121中空圆柱体122隆起部，场控制元件123槽缝A绝缘间隔段具体实施方式
在所有的附图中，相同的参考标号代表具有相同功能的部件， 而重复的标号会被省略。在图1中所示的高压绝缘器具有轴对称的、 中空的绝缘体l，可以看到其外形为管状，不过如果需要的话其外形 也可以是中空圓柱体或者环。绝缘体l一般由纤维加强型聚合物组 成，例如玻璃纤维增强型环氧树脂及/或塑料纤维加强型环氧树脂。沿对称轴线2是彼此隔开的、固定在绝缘体l上的两个由金属、特别 由铝或钢制成的支架3和4。此处绝缘体1在两个支架3和4之间保证了 所定义的绝缘间隔段A。支架3可以处于地电势，且可以在电气上以导电的方式连接到驱动器或金属壳体上，与之相对，支架4可处于高 压电势，且可以和高压开关的触点布置相连接。如果绝缘体l为管状、 或也有可能，为杆状时，高压绝缘器可以传输驱动力来控制触点布 置，且如果绝缘体l为圆柱体或环状时，高压绝缘器可以吸收支撑用 绝缘气体填充的壳体中的高压开关灭弧室所必需的支持力，该灭弧 室容纳着触点布置。如果绝缘体l为管状或环状，则高压绝缘器还可 以形成灭弧室的壳体。两个支架3、 4中的下部支架3与绝缘体1以隔热的方式粘合，其 中粘合剂一般使用基于环氧树脂的两组分粘合剂。可以看到，该支 架包括连接套筒IO,其通过粘合剂层ll与绝缘体l连接。粘合剂层ll 位于绝缘体1外表面的一部分和连接套筒10内表面的一部分之间。引 入到绝缘体1内部的连接螺栓20利用粘合剂层21安装在绝缘体1上。 粘合剂层21位于连接螺栓20外表面的一部分和绝缘体1内表面的一部 分之间。在连接套筒10面向绝缘间隔段A的一端设置有可弹性变形的环形 体12,其通过粘合剂层l 1面向绝缘间隔段A的端部部分lll与绝缘体l 连接。以相应的方式，在连接螺栓20的面向绝缘间隔賴A的端部设置 了可弹性变形的环形体22，其通过粘合剂层21的面向绝缘间隔I殳A的 端部部分211与绝缘体1连接。环形体12和22的弹性形变能力根据对 主要形状为中空圓柱的环形体壁厚所进行的选择而设定，在绝缘体l 横向收缩时，粘合剂层11和21的端部部分111和121所承载的力与刚 性支架相比明显减少。这些力主要是垂直于粘合剂层11和21作用的 拉力和压力，也可以是剥落力和分离力。在高压绝缘器的机械负载较大时，沿轴向引入的拉力，或压力， 或者弯曲力可以造成横向收缩，但其主要是由高压开关或一些其它 包括高压绝缘器的高压设备操作期间产生的温度变化造成。因为绝 缘体1的热膨胀系数一般明显地大于连接套筒10或连接螺栓20的热膨 胀系数，所以在升温时，绝缘体1在通过刚性连接套筒10和刚性连接螺栓20所限制的、支架内的环形空间内受挤压，而与之相对，绝缘 体在环形空间外，也即绝缘间隔段的区域，可以不受限制的膨胀。 在此过程中绝缘体内产生的应力在粘合剂层上主要作用为沿径向的 压力，而在粘合剂层的端部部分主要作用为径向的产生剥落力和分 离力的拉力。因为粘合剂层11和21在其面向绝缘间隔段A的端部部分111和211 上与可弹性变形的环形体12和22连接，所以绝缘体l在升温时可以在 端部部分111和21I的区域内膨胀，而在那里不会出现不可接受的高 压力。因此在端部部分111和211内避免了较大的、局部的切力和拉 力，并因此而避免了粘合剂层11和21在端部部分的剥落或分离。环形体12具有形状为中空圆柱体121的部分。在中空圓柱体121 面向绝缘间隔段A的端部还设置有形状为隆起部(Torus)l22的场控制 元件，其沿径向的宽度大于中空圆柱体的壁厚。中空圓柱体121的内 表面与粘合剂层ll的端部部分lll连接。中空圆柱体121的壁厚选4奪 成能够保证环形体11在端部部分U1的区域内发生弹性形变。相反地 隆起部122的宽度选择成，隆起部可以使在高压绝缘器工作期间作用 在绝缘间隔段内的电场是均匀的，以避免火花》欠电。隆起部122到绝 缘体1的距离较小，使得绝缘体1的横向收缩可以通过该距离补偿。 此外在隆起部122内还设有沿轴向的和沿径向的槽缝123 ，其减少了 隆起部122的机械有效壁厚，并使弹性形变更容易。在环形体22中，壁厚向着绝缘间隔段A而逐渐减少。由此环形体 22的弹性形变能力向着绝缘间隔段方向而连续地增加，且由横向收 缩所引起的力在粘合剂层21内、在其端部部分211连续地减少。环形 体22可以以简单的方式通过设置在连接螺栓20内的在内侧限制环形 体的环形凹槽23来形成。为了支持两个粘合剂层11和21之一的保持力，还可以把连接套 筒10或连接螺栓20和绝缘体1另外通过螺紋来连接。螺栓20和绝缘体 l的另外连接，由图1中标号为24的螺紋来完成。在图2所示的高压绝缘器的实施例中，环形凹槽23深度很小，与 图l中的实施例不同，其形式从制造观点来看是有利的。而环形体22 沿轴向方向仅仅延伸 一 小段距离，然而这一小段距离已足够用来减 少支架3上绝缘体1在粘合剂层22关键端部部分211上由于环形体22的 弹性形变所引起的横向收缩，从而减少不希望出现的剥落力和分离 力的作用。可以看到，中空圆柱体121延伸到连接套筒10远离绝缘间 隔段A的一端，且通过一直延伸到该端部的粘合剂层11与绝缘体l连 接。这些措施沿整个粘合剂层l l保证了连接套筒IO的良好弹性形变， 使得粘合剂层11很大程度上被保护免受剥落力和分离力的影响，且 同时具备了良好的抗切力能力。根据图3的实施例，在支架3内没有连接螺栓20。力仅仅通过连 接套筒IO和粘合剂层11引入绝缘体l ，或者说通过粘合剂层11由套筒 IO吸收。在本发明的该实施例中，除了中空的，尤其是管形的、中 空圆柱体的或环形的等形状，绝缘体l也可以是实心圆柱体。该制造 工艺上有利的实施例尤其可以应用在如下情况，即，在力发生传导并平行于单独粘合剂层ll作用的情况下所发生的切力相对较小。这也适于图4所示的实施例，其中在支架3内没有连接套筒10。 力仅仅通过连接螺栓20和粘合剂层21引入绝缘体l ，或者说通过粘合 剂层21由螺栓20吸收。而场控制隆起部122则与环形体22合成一体。
权利要求
1.一种高压绝缘器，其具有轴对称的绝缘体(1)和两个支架(3，4)，这两个支架连接在所述绝缘体上并形成电绝缘间隔段(A)，其中，所述两个支架之一(3)利用粘合剂层(11，21)而附着在所述绝缘体(1)上，而所述粘合剂层(11，21)设置在所述绝缘体(1)外表面的一部分和所述支架(3)的连接套筒(10)内表面的一部分之间，或所述绝缘体(1)的内表面的一部分和所述支架(3)的连接螺栓(20)外表面的一部分之间，其特征在于，在所述连接套筒(10)或所述连接螺栓(20)的面向所述绝缘间隔段(A)的一端上设置有在所述绝缘体(1)横向收缩时可弹性变形的环形体(12，22)，所述环形体(12，22)通过所述粘合剂层(11，21)面向所述绝缘间隔段(A)的端部部分(111，211)与所述绝缘体(1)连接。
2. 根据权利要求l所述的高压绝缘器，其特征在于，在所述环 形体(12,22)形状为中空圓柱体(121)的那部分的端部上，设置有形状 为隆起部(122)的场控制元件，其宽度大于中空圆柱体(121)的壁厚。
3. 根据权利要求2所述的高压绝缘器，其特征在于，所述隆起 部(122)具有槽缝(123)。
4. 根据权利要求2或3中任一项所述的高压绝缘器，其特征在于， 所述中空圆柱体(121)的壁厚大部分是一致的。
5. 根椐权利要求4所迷的高压绝缘器，其特征在于，所述中空 圆柱体(121)延伸到所述连接套筒(10)的远离所述绝缘间隔段(A)的那 一端。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的高压绝缘器，其特征在于， 所述环形体(12)是所述连接套筒(10)的一部分，并且此时不存在所迷 连接螺栓(20)。
7. 据权利要求1至5中任一项所述的高压绝缘器，其特征在于， 所述环形体(22)是所述连接螺栓(20)的一部分。
8. 根据权利要求7所述的高压绝缘器，其特征在于，所述环形体(22)由设置在所述连接螺栓(20)内的环形凹槽(23)在内侧来限制。
9. 根据权利要求7或8所述的高压绝缘器，其特征在于，所述环 形体(22)的壁厚向着所述绝缘间隔段(A)方向减少。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的高压绝缘器，其特征在 于，此时不存在连接套筒(20)。
11. 根据权利要求1至5或7至9中任一项所述的高压绝缘器，其 特征在于，第 一粘合剂层(l 1 )把所述连接套筒(IO)固定在所述绝缘体(l) 上，而第二粘合剂层(21)把所述连接螺栓(20)固定在所述绝缘体(1) 上。
12. 根据权利要求l至ll中任一项所述的高压绝缘器，其特征在 于，所述连接套筒(10)或所述连接螺栓(20)和所述绝缘体(1)另外通过 螺紋(24)连接。
全文摘要
一种高压绝缘器，其具有轴对称的绝缘体(1)和两个支架(3，4)，这两个支架连接在所述绝缘体上并形成电绝缘间隔段(A)。两个支架之一(3)利用粘合剂层(11，21)附着在绝缘体(1)上。该层设置在绝缘体(1)外表面的一部分和支架(3)的连接套筒(20)内表面的一部分之间，或绝缘体(1)内表面的一部分和支架(3)的连接螺栓(20)外表面的一部分之间。在连接套筒(10)或连接螺栓(20)的面向绝缘间隔段(A)的端部上，设置有在绝缘体(1)横向收缩时可弹性变形的环形体(12，22)。环形体(12，22)通过粘合剂层(11，21)面向绝缘间隔段(A)的端部部分(111，211)与绝缘体(1)连接。因为环形体(12，22)的弹性变形，在绝缘体(1)横向收缩时实际上没有机械力引入粘合剂层(11，21)的端部部分(111，211)。因此在端部部分(111，211)中垂直于粘合剂层作用的拉力和压力很大程度上被抑制，且避免了不希望的剥落力和分离力。
文档编号H01B17/00GK101221840SQ20071016095
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者K·卡默尔, M·朱尔彻, M·维斯特纳 申请人:Abb技术有限公司