专利名称：复合绝缘子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合绝缘子，特别是一种具有良好密封性能的复合绝缘子。
背景技术：
随着电力行业的发展，特别是特高压输变电的需要，对于复合绝缘子的各种性能 要求，如重量、抗污闪能力、制造维护方便，以及密封性能等等越来越苛刻。一般复合绝缘子 都包括如下几部分，即一个芯棒，一个包覆在芯棒外侧的护套以及伞裙，以及设置于所述芯 棒两端并与芯棒及护套相连的连接件。可以理解的是，当所述复合绝缘子为线路绝缘子时， 所述连接件可以为金具。当所述复合绝缘子为支柱绝缘子时，该连接件可以为法兰。在上 述的复合绝缘子的使用过程，如果绝缘子的密封破坏后，外界水份会侵入芯棒，从而会造成 芯棒的酸蚀。已经有研究表明，酸蚀是芯棒脆断的重要原因之一，同时端部密封破坏还可能 引起内绝缘击穿事故等不利后果。请参阅图1，其为一种线路复合绝缘子的端部密封结构的结构示意图。该线路复合 绝缘子包括一个芯棒1，一个包覆在该芯棒外壁的护套2，一个设置在所述芯棒末端的金具 3。所述金具3包括一内腔。所述芯棒1与护套2插入该金具3的内腔中，该内腔的内径大 于所述芯棒1与护套2的直径的总和，以便于在金具3的内腔与护套2之间填充室温硫化 硅密封胶4。在该复合绝缘子的金具3的内腔的腔壁上还设置有两个环形槽5，该环形槽5 可以填充室温硫化硅胶，也可以设置密封圈，从而在金具3的内腔与护套2之间形成室温硫 化硅密封胶4与密封图的双重密封结构。但是，复合绝缘子通常都暴露在室外，特别是在一些恶劣的环境中时，外界环境对 室温硫化硅密封胶的侵蚀会破坏其密封效果。另外，对于密封圈与硫化硅胶的双重密封，如 果硅橡胶与连接件粘接力太小，在运输、安装以及维修过程中所产生的外力因素下，室温硫 化硅密封胶4可能会从护套2及金具3上包胶剥离，则易出现缝隙，从而出现密封失效。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有良好密封性能的端部密封结构的复合绝缘子。一种复合绝缘子，其包括一个芯棒，一个包覆于该芯棒外侧的护套以及一个与所 述芯棒以及护套相连的连接件。所述护套由高温硫化硅橡胶制成。所述连接件包括一个本 体以及一个环绕该本体外壁设置且与该本体外壁相连的突起。所述本体还包括至少一个环 绕设置于该本体外壁的楔形槽。在所述楔形槽沿所述本体轴向的截面图中，该楔形槽沿本 体的径向以及远离该本体的中心方向收拢。所述护套包覆于该突起与楔形槽的外壁上。与现有技术对比，上述的复合绝缘子没有使用室温硫化硅橡胶作密封胶，都采用 了高温硫化硅橡胶。由于高温硫化硅橡胶具有耐老化的特性，因此，当该复合绝缘子暴露在 室外时，甚至是在一些恶劣的环境中，外界环境的侵蚀也难以破坏其密封效果。同时在利用 所述突起以及楔形槽对所述护套的卡扣作用，在运输、安装以及维修过程中所产生的外力 因素也不会将护套从金具和芯棒上包胶剥离下来，因此也不会导致密封失效。
图1是现有的一种复合绝缘子的端部密封结构的结构示意图。图2是本发明第一实施例所提供的复合绝缘子的结构示意图。图3是本发明第二实施例所提供的复合绝缘子的结构示意图。图4是本发明第三实施例所提供的复合绝缘子的结构示意图。图5是图4的复合绝缘子中的法兰的剖面图。图6是图5的法兰沿A向的结构示意图。
具体实施例方式为了对本发明作更进一步的说明，举以下较佳实施例并配合附图详细说明如下请参阅图2，为本发明提供的第一实施例的复合绝缘子100的结构示意图。需要进 一步说明的是，在第一实施例中，该复合绝缘子100为一线路绝缘子。所述复合绝缘子100 包括一个芯棒11，一个包覆于该芯棒11外侧的护套12，一个与所述芯棒11以及护套12相 连的金具13以及至少一个设置在护套12外壁的伞裙14。所述芯棒11为一实心结构的环氧玻璃钢棒，其由环氧树脂胶液浸透的玻璃纤维 拉挤而成。环氧玻璃钢棒在成型过程中，环氧树脂胶液和玻璃纤维经过一系列物理化学变 化，形成环氧树脂基体，即环氧树脂固化物。同时，该环氧树脂固化物在环氧树脂胶液与玻 璃纤维之间形成结构和性能优越的界面层，该界面层把玻璃纤维与环氧树脂胶结合成一个 整体，使得由该环氧树脂与玻璃纤维制成的芯棒11具有良好的机械性能和电气性能。所述 玻璃纤维可以为无碱不间断玻璃纱，且该玻璃纤维占芯棒11总重量的70 % 80 %，在本实 施例中，玻璃纤维占芯棒11总重量的78%。所述芯棒11采用拉挤工艺制成，即成型所述未 完全固化的芯棒11的同时，拉拔出该未完全固化的芯棒11，然后对其进行整体固化。所述护套12及伞裙14都由高温硫化硅橡胶一体注射成型包覆在所述芯棒11上， 其中护套12设置在芯棒11与伞裙14之间。当然可以想到的是，所述护套12也可以与伞 裙14分别制成，然后再组合在一起。所述护套12包覆在整个芯棒11上，并有部分护套12 包覆在金具13上。高温硫化硅橡胶是高分子量(分子量一般为40 80万)的聚有机硅 氧烷(即生胶)加入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，并在高温下 交链成的一种橡胶，该橡胶简称为硅橡胶。高温硫化硅橡胶的补强填料可以为白炭黑，它可 使硫化胶的强度增加十倍。加入各种添加剂主要是降低胶的成本、改善胶料性能以及赋予 硫化胶各种特殊性能如阻燃、导电等。在本实施例中，所述高温硫化硅橡胶包括有以下部分 组成甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑、氢氧化铝、硅油以及硫化剂等，且所述各组份所占的重量 比为甲基乙烯基硅橡胶20% 50%，白炭黑20 60%，氢氧化铝25 50%，硅油2 5%，硫化剂1%。所述伞裙14包括至少一个第一伞裙141，至少一个与第一伞裙141间隔设置的第 二伞裙142，以及至少一个设置在第一伞裙141与第二伞裙142之间的第三伞裙143，且第 三伞裙143也与第一伞裙141、第二伞裙142间隔设置。所述第一伞裙141、第二伞裙142 以及第三伞裙143有不同的裙长，例如第一伞裙141的裙长大于第三伞裙143的裙长，第二 伞裙142的裙长大于第三伞裙143的裙长且小于第一伞裙141的裙长。当然还可以想到的是，所述伞裙14不限于只包括所述的第一、第二、第三伞裙141、142、143，还可以包括更多 个裙长大小不同的伞裙。并且，该第、第二、第三伞裙141、142、143的排列方式也不限于上 述的排列方式，可以有其它任意的排列方式。优选地，所述第二伞裙142的裙长L2与第一 伞裙141的裙长L1的比例为60% L1 < L2 < 90% L1,所述第三伞裙143的裙长L3与第二 伞裙142的裙长L2的比例为60% L2 < L3 < 90% L2。所述第一伞裙141的上表面的倾斜 角α为5°彡α <25°，下表面的倾斜角β为2° ^ β ^ 6°，在本实施例中，第一伞裙 141的上表面的倾斜角α为8°，下表面倾斜角β为5°。所述第二、三伞裙142、143的上 下表面的倾斜角与第一伞裙141的倾斜角可以相同。将所述第一、第二、第三伞裙141、142、 143的上下表面的倾斜角控制在一定范围，有利于提高各个伞裙的自洁性，并且第一、第二、 第三伞裙141、142、143的裙长比例控制在一定的范围，有利于避免淋雨条件下相邻伞裙之 间的桥络。可以理解的是，所述复合绝缘子100可以包括多个伞裙14，也可以仅有一个。当 所述复合绝缘子100包括多个伞裙14时，该多个伞裙14可以一体成型，也可以分别成型， 然后通过粘胶粘接在护套12的外侧。所述金具13作为一种连接件，可用于连接导线或输电杆塔。该金具13可以为帽 窝和脚球，或者是其他任意的起连接功能的金属附件。鉴于不管是帽窝、脚球，还是其他，其 与芯棒11及护套12的连接方式都是一样的，因此在本实施例中，以脚球为例来说明金具13 与芯棒11及护套12的连接方式以及该金具13的构造。所述金具13包括一个本体131以 及一个环绕该本体131外壁设置且与该本体131外壁相连的突起132。所述护套12包覆于 该突起132与部分本体131的外壁上。所述本体131具有一内腔，用于接插固定芯棒11。该内腔可以为任意形状，如方 形、圆形等，当然优选的是，芯棒11的截面应与该内腔的截面形状一致。在本实施例中，该 内腔为圆形，其内径大小与芯棒11的直径相当，以便于将插入其内的芯棒11压接固定。所 述本体131还包括至少一个环绕设置于该本体131外壁的楔形槽133。在该楔形槽133沿 所述本体131轴向的截面图形中，该楔形槽133沿本体131的径向以及远离该本体131的中 心方向收拢。该楔形槽133沿所述本体131轴向的截面形中，其锐角3的角度为70度到90 度之间，以利于液态高温硫化硅橡胶充分填充于该楔形槽133中。在本实施例中，所述楔形 槽133为一梯形槽，所述梯形槽的两条平行边大致平行于所述本体131的侧壁，且靠近所述 本体131的内侧壁的平行边大于远离所述本体131的内侧壁的平行边。该梯形槽的锐角的 角度为78度。在注射成型护套12时，要求其包覆整个楔形槽133，由于靠近所述本体131 的内侧壁的平行边大于远离所述本体131的内侧壁的平行边，使得注射入其内的护套部分 被该楔形槽133卡在其中，从而可以进一步增大护套14与金具13之间的结合力，以避免护 套14由于外力因素从金具14及芯棒11上剥离下来。所述突起132可以与所述本体131 —体成型，也可以通过焊接方法固定在所述本 体131的外壁的任意位置。在本实施例中，所述突起132与所述本体131 —体成型，且设置 于本体131的末端，同时所述突起132延伸出该本体131的末端，从而在本体131的末端与 该本体131的端部形成一台阶134。当注射成型护套12时，高温硫化硅橡胶可以被注射进 该台阶134中，也可以在该台阶134中嵌入密封圈。当在该台阶134中注射入高温硫化硅 橡胶时，有利于增大护套12与金具13的结合力，避免护套12由于外力因素从金具13及芯 棒11上剥离下来，当然也可以起到密封的作用。在本实施例中，该突起132与本体131所形成的台阶134中嵌入了一个密封圈15。该密封圈15可以为0形密封圈，方形密封圈，或 者是U形密封圈。在本实施例中，该密封圈15为一个0形密封圈。当将芯棒11压接入金 具13的内腔中时，所述密封圈15便会紧紧地嵌入在由突起132、金具13的本体131以及芯 棒11所形成的空腔中，从而起到密封芯棒11与金具11的连接处的效果，以进一步防止外 界水气进入芯棒11与金具11的连接处而造成芯棒11的脆断。请参阅图3，为本发明提供的第二实施例的复合绝缘子200的结构示意图。该复合 绝缘子200包括一个芯棒21，一个包覆于该芯棒21外侧的护套22，一个与所述芯棒21以 及护套22相连的金具23以及至少一个设置在护套22外壁的伞裙24。该第二实施例的复合绝缘子200也是一种线路绝缘子，所述芯棒21、护套22以及 伞裙M可以与第一实施例中的芯棒21、护套22以及伞裙M的结构与作用基本相同，在本 实施例不再赘述。第二实施例中的复合绝缘子200与第一实施例相比其不同之处在于金具23的结 构不同。所述金具23包括一个本体231、一个环绕该本体231外壁设置且与该本体231外 壁相连的突起232、以及一个环绕设置于该本体231外壁上的金属保护环232。所述护套22 包覆于该突起232、部分金属保护环233以及本体231的外侧。加设该金属保护环233主要 是基于一种牺牲电极的思想。因为在直流电压下，复合绝缘子200表面泄漏电流流经所述 本体231与护套22的交界处时，会发生电化学效应。此时，所述本体231处于正极，造成该 交界处的金属材料在电化学作用下受到腐蚀，从而导致端部密封失效，容易使水渗透进入 本体231的内腔，浸蚀芯棒21，进而导致复合绝缘子200的机械承载能力下降，甚至发生脆 断等恶性事故。因此，对该本体231的防腐处理采取金属阳极保护的方法，即在该交界处设 置比本体231的活性更大的金属保护环233，从而不管本体231在何部位发生电化学腐蚀 现象，受腐蚀的永远是作为阳极的金属保护环233，进而达到保护本体231的目的。该金属 保护环233可以通过焊接，浇铸等方法固定于本体231上。在本实施例中，为了进一步固定 该金属保护环233，在本体231上设置了一环形槽234，在该环形234中浇铸有金属保护环 233，利用热胀冷缩原理，将该金属保护环233固定在环形槽234中。还需要进一步说明的 是，为了使该金具23使用的年限有保证，该金属保护环233的重量必须与该金具23的使用 年限相匹配。该金属保护环233还包括至少一个环绕设置于该金属保护环233外壁的楔形槽 235。该楔形槽235的结构及功能与第一实施例中楔形槽133类似，在这里也不详细叙述。所述突起232的结构及功能也与第一实施例中的突起131相同，不再赘述。请参阅图4，为本发明提供的第三实施例的复合绝缘子300。需要进一步说明的 是，在第三实施例中，该复合绝缘子300为一支柱绝缘子。所述复合绝缘子300包括一个芯 棒31，一个包覆于该芯棒31外侧的护套32，一个与所述芯棒31以及护套32相连的法兰33 以及至少一个设置在护套32外壁的伞裙34。所述芯棒31、护套32以及伞裙34可以与第一实施例中的芯棒11、护套12以及伞 裙14的结构与作用基本相同，不同之处可以仅在于其大小，长短、直径大小等根据实际需 要而做的变化，例如，由于支柱复合绝缘子需要具有较大的抗弯能力，其芯棒31的直径要 比第一实施例中的芯棒11的直径要大一些，但其材料，制程等都是类似的，在本实施例不再赘述。请参阅图5及图6，所述法兰33由一个基座331、一个设置于基座331的一端且与 基座331垂直相连的套管部332，至少一个连设在基座331与套管部之间的加强筋333以及 一个环绕该套管部332外壁设置且与该套管部332外壁相连的突起334。所述基座331可以与套管部332 —体成型，也可以通过焊接等方法将其固定连接 在一起。所述基座331包括多个设置在该基座331上的固定孔335，该固定孔335用来将该 复合绝缘子300通过螺栓(图未示)与其它装置，如避雷器，开关等连接在一起。所述套管部332包括至少一个设置在该套管部332内壁上的注胶孔336，至少一个 设置在套管部332内壁的环形固胶槽337和轴向固胶槽338，以及至少一个环绕设置于该套 管部332外壁的楔形槽339。所述注胶孔336设置在套管部332的侧壁上，且与所述环形固 胶槽337和轴向固胶槽338相连通，用于将胶注射入该环形固胶槽337和轴向固胶槽338。 在本实施例中，环形固胶槽337和轴向固胶槽338各设计为4个。所述轴向固胶槽338与 环形固胶槽337相贯通。所述突起334与楔形槽339的结构及功能与第一实施例中的突起132、楔形槽133 类似，在这里也不详细叙述。与现有技术对比，上述的复合绝缘子没有使用室温硫化硅橡胶作密封胶，都采用 了高温硫化硅橡胶，而高温硫化硅具有耐老化的特性，因此，当该复合绝缘子暴露在室外， 甚至是在一些恶劣的环境中，外界环境的侵蚀也难以破坏其密封效果。同时在利用所述突 起以及楔形槽对所述护套的卡扣作用，在运输、安装以及维修过程中所产生的外力因素也 不会将护套从金具和芯棒上包胶剥离下来，因此也不会导致密封失效。另外，本领域技术人员还可以本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的 技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种复合绝缘子，其包括一个芯棒，一个包覆于该芯棒外侧的护套以及一个与所述 芯棒以及护套相连的连接件，其特征在于所述护套由高温硫化硅橡胶制成，所述连接件包 括一个本体，一个环绕该本体外壁设置且与该本体外壁相连的突起，以及至少一个环绕设 置于该本体外壁的楔形槽，在所述楔形槽沿所述本体轴向的截面图中，该楔形槽沿本体的 径向以及远离该本体的中心方向收拢，所述护套包覆于该突起与楔形槽的外壁上。
2.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述芯棒为实心和空心中的一种，其 材料为玻璃钢，所述玻璃钢由浸渍有环氧树脂的玻璃纤维纱制成。
3.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述连接件为金具，该金具压接在所 述芯棒的一端。
4.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述连接件为法兰，该法兰与所述芯 棒胶装连接。
5.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述突起设置于连接件的本体的末 端，并延伸出该本体的末端。
6.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述本体还包括一金属保护环，该金 属保护环环绕设置在本体上，且该金属保护环的金属活性大于本体的金属活性。
7.如权利要求6所述的复合绝缘子，其特征在于所述楔形槽设置在该金属保护环的 外壁上。
8.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述在楔形槽沿本体轴向的截面所 形成楔形图中，其锐角的角度为70度到90度之间。
9.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述护套的外壁上设置在多个伞裙， 所述多个伞裙的直径不相等。
10.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于所述连接件与护套邻接的端面与护 套之间还设置有一个密封圈。
全文摘要
一种复合绝缘子，其包括一个芯棒，一个包覆于该芯棒外侧的护套以及一个与所述芯棒以及护套相连的连接件。所述护套由高温硫化硅橡胶制成。所述连接件包括一个本体以及一个环绕该本体外壁设置的突起。所述本体包括至少一个环绕设置于该本体外壁的楔形槽。所述护套包覆于该突起与楔形槽的外壁上。上述的复合绝缘子没有使用室温硫化硅橡胶作密封胶，都采用了高温硫化硅橡胶。由于高温硫化硅橡胶耐老化，当该复合绝缘子暴露在室外时，甚至是在一些恶劣的环境中，外界环境的侵蚀也难以破坏其密封效果。同时在利用所述突起以及楔形槽对所述护套的卡扣作用，在运输、安装以及维修过程中，所产生的外力因素也不会将护套从金具和芯棒上包胶剥离下来，因此也不会导致密封失效。
文档编号H01B17/32GK102122551SQ20101000328
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者谢竹青, 鞠晶勇, 马斌 申请人:南通市神马电力科技有限公司