专利名称：一种空心复合绝缘子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力装备设备，特别是涉及一种用在电力行业高压电器中的空心复合绝缘子。
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，对于绝缘子的需求越来越多。 通常户外使用的空心绝缘子一般为瓷绝缘子，由于瓷绝缘子耐污闪能力低，质地差，运输及安装过程中易破碎，且在使用过程需定期清理，给安装和使用都带来了很多不便。为解决该问题，电力装备行业开发出了传统的空心复合绝缘子。传统的空心复合子包括一个绝缘管， 一个包覆在该绝缘管外侧的护套，至少一个设置在所述护套外侧的伞裙，以及至少一个设置在所述绝缘管两末端的法兰。所述空心复合绝缘子的绝缘管是由作为增强材料的玻璃纤维纱与作为基体材料的环氧树脂复合而成的。当然可以想到的是，所述基体材料还可以是乙烯基脂树脂，或者是聚氨脂树脂。空心复合绝缘子是高压变电站设备的重要部件，对其电气性能和机械性能都有很高的要求，空心复合绝缘子质量的好坏直接影响到高压变电站设备的可靠性和电网的安全运行。因此，对于空心复合绝缘子的各项性能都要求严格控制。对于机械性能，不仅要求绝缘管能够承受各种破坏应力，还得保证绝缘管与法兰连接处能够承受得住各种内外应力。例如来自空心复合绝缘子内部的介质，如SF6膨胀时产生的内压力，这种内压力转化成对法兰的向外推务从而会将法兰从绝缘管上脱离。还有空心复合绝缘子在其受到沿其径向水平推力时，如在大风中，空心复合绝缘子的摇摆将产生这样的水平推力，这种频繁的径向水平推力会降低绝缘管与法兰连接处的接合力，近而破坏该空心复合绝缘子。现有空心复合绝缘子，仅用浇装剂将开设有凹槽的法兰浇装到绝缘管上，这种固定方式难以承受高电压等级时的内压力与径向水平推力，从而会造成电网输电事故。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种符合高压电等级用的空心复合绝缘子。一种空心复合绝缘子，包括一个绝缘管，一个包覆在该绝缘管外侧的护套，至少一个设置在该护套外侧的伞裙，以及至少一个设置在所述绝缘管末端的法兰。所述法兰与绝缘管的接触轴面上设置有至少一个轴向截面为V形的法兰凹槽。所述绝缘管与法兰的接触面上设置有至少一个轴向截面为V形的绝缘管凹槽。与现有技术相比，由于在绝缘管与法兰的接触面上都设置有相对设置的V形绝缘管凹槽与V形法兰凹槽，使得空心复合绝缘子受到内应力时，其所产生的应力分布更加均勻，从而减小某一部位的集中应力，进而使得该空心复合绝缘子符合电压等级更高的输变电要求。
图1为本发明提供的一种空心复合绝缘子的结构示意图。图2为图1的空心复合绝缘子的绝缘管的绝缘管凹槽的一种展开图。图3为图1的空心复合绝缘子在A处的局部放大图。
具体实施例方式为了对本发明作更进一步的说明，举一较佳实施例并配合附图详细说明如下请参阅图1及图2，其为本发明所提供的一种空心复合绝缘子100的结构示意图。 所述空心复合绝缘子100包括一个绝缘管10，一个包覆在该绝缘管10外侧的护套11，至少一个设置在所述护套11外侧的伞裙12，至少一个设置在所述绝缘管10末端的法兰13，以及用于浇装固定所述绝缘管10与法兰13的浇装剂14。所述绝缘管10由作为增强材料的玻璃纤维纱和基体材料复合而成。所述基体材料可以为环氧树脂，乙烯基酯树脂，或者是聚氨酯树脂。在本实施例中，所述基体材料为环氧树脂。在该绝缘管10的成型过程中，环氧树脂胶液会和玻璃纤维纱经过一系列物理化学变化，形成环氧树脂固化物。同时，该环氧树脂固化物在环氧树脂胶液与玻璃纤维纱之间形成结构和性能优越的界面层，该界面层把玻璃纤维纱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纱制成的绝缘管10具有良好的机械性能和电气性能。所述玻璃纤维纱可以为无碱不间断玻璃纱，且该玻璃纤维纱占绝缘管10总重量的70% 80%，在本实施例中，玻璃纤维纱占绝缘管10总重量的78%。所述绝缘管10的两端至少在设置有法兰13的一端开设有至少一个绝缘管凹槽101。在本实施例中，由于所述绝缘管10两端都设置了法兰13，故，所述绝缘管10的两端都设置有至少一个绝缘管凹槽101。所述绝缘管凹槽101为一 V形凹槽，即该绝缘管凹槽101沿其轴线的截面形状为“V”形。在本实施例中，所述绝缘管10的两端连续设置有多个V形绝缘管凹槽。由于所述绝缘管10不仅需要承受内压力，还需要承受剪切力，因此，所述V形绝缘管凹槽101沿绝缘管10的径向深度根据该绝缘管10的壁厚设计。对于在实施例中的由玻璃纤维纱与环氧树脂制备的绝缘管10， 其壁厚为12毫米，则该绝缘管凹槽101以该绝缘管10与法兰13的接触轴面为底边，其高小于或等于2毫米。在本实施例中，所述绝缘管凹槽101的高为1毫米。在该V形绝缘管凹槽101中，以该绝缘管10与法兰13的接触轴面为底边的边为斜边，其余的两条边为直角边。所述绝缘管凹槽101可以为一连通槽，即该绝缘管凹槽101沿该绝缘管10的整个外周缘开设，从而形成一个环形V形槽。如图3所示的绝缘管10的展开图，该绝缘管凹槽101 还可以包括相互隔离的多段凹槽，沿绝缘管10的外周缘开设。当该绝缘管凹槽101为多段分离的凹槽时，可以在要保证增强绝缘管10与法兰13的接合力的同时，还可以保持绝缘管 10端部的强度。所述护套11及伞裙12都由高温硫化硅橡胶一体注射成型包覆在所述绝缘管10 上，其中护套11设置在绝缘管10与伞裙12之间。当然可以想到的是，所述护套11也可以与伞裙12分别制成，然后再组合在一起。所述护套11包覆在整个绝缘管10上，并有部分护套11可以包覆在法兰13上，也可以嵌设在所述法兰13与绝缘管10之间。在本实施体中，所述护套11的端部嵌设在所述法兰13与绝缘管10之间。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10 50%，氢氧化铝25 50%，硅油2 5%，硫化剂1%。所述伞裙12包括至少一个第一伞裙121，至少一个与第一伞裙121间隔设置的第二伞裙122。在本实施例中，所述第二伞裙122包括两个。可以想到的是，根据需要，该第一伞裙121或者第二伞裙122可以为多个。所述一个第一伞裙121以及两个第二伞裙122 间隔设置。所述第一伞裙121、第二伞裙122有不同的裙长，例如第一伞裙121的裙长大于第二伞裙122的裙长。当然还可以想到的是，所述伞裙12不限于只包括所述的第一、第二伞裙121、122，还可以包括更多个裙长大小不同的伞裙。并且，该第一、第二伞裙121、122 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 122的裙长L2与第一伞裙121的裙长L1的比例为60% L1彡L2彡90% L1,。所述第一伞裙 121的上表面的倾斜角α为5°彡α彡25°，下表面的倾斜角β为2°彡β彡6°，在本实施例中，第一伞裙121的上表面的倾斜角α为8°，下表面倾斜角β为5°。所述第二伞裙122的上下表面的倾斜角与第一伞裙121的倾斜角可以相同。将所述第一、第二伞裙 121,122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、 第二伞裙121、122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，所述空心复合绝缘子100可以包括多个伞裙12，也可以仅有一个。当所述空心复合绝缘子100包括多个伞裙12时，该多个伞裙12可以一体成型，也可以分别成型，然后通过粘胶粘接在护套11的外侧。所述法兰13由一个基座131、一个设置于基座131的一端且与基座131垂直相连的套管部132，至少一个连设在基座131与套管部之间的加强筋133，以及设置在所述套管部132内壁上的至少一个法兰凹槽134。所述基座131可以与套管部132 —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131包括多个设置在该基座131上的固定孔135，该固定孔135用来将该空心复合绝缘子100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132用于套设固定绝缘管10。当所述法兰13的套管部132套设在所述绝缘管10 上时，该绝缘管10与法兰13之间留有一间隙以填充浇装剂14，该间隙的宽度可以小于0. 5 毫米。在本实施例中，所述间隙的宽度为0.5毫米。请一并参阅图3，所述法兰凹槽134也为一 V形凹槽，即沿该法兰13的轴截面，所述法兰凹槽134为一“V”形。所述V形法兰凹槽134与所述V形绝缘管凹槽101的底边相对设置，即处于同一个径向平面上，且该V形法兰凹槽134与所述V形绝缘管凹槽101的底边的边长相等。所述法兰凹槽134沿径向的深度由法兰13的套管部132的壁厚，所承载的负荷包括内压力、横向剪切力等来确定，以保证该法兰13的强度符合要求。所述V形法兰凹槽134以该法兰13与绝缘管10的接触轴面为底边，其高小于或等于2毫米。在本实施例中，所述V形法兰凹槽134的高为1毫米。另外，所述V形法兰凹槽134以该法兰13与绝缘管10的接触轴面为底边的边为斜边，其余的两条边为直角边。所述法兰凹槽134与绝缘管凹槽101的结构相同，即既可以为连通槽，也以可以为各自分离的多段凹槽。
所述浇装剂14可以为环氧树脂，其填充在法兰13与绝缘管10之间，以及绝缘管凹槽101与法兰凹槽134之中，从而增加绝缘管10与法兰13之间的接合力。与现有技术相比，由于在绝缘管与法兰的接触面上都设置有相对设置的V形绝缘管凹槽与V形法兰凹槽，使得空心复合绝缘子受到内应力时，其所产生的应力分布更加均勻，从而减小某一部位的集中应力，进而使得该空心复合绝缘子符合电压等级更高的输变电要求。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
1.一种空心复合绝缘子，包括一个绝缘管，一个包覆在该绝缘管外侧的护套，至少一个设置在该护套外侧的伞裙，以及至少一个设置在所述绝缘管末端的法兰，其特征在于所述法兰与绝缘管的接触轴面上设置有至少一个轴向截面为V形的法兰凹槽，所述绝缘管与法兰的接触面上设置有至少一个轴向截面为V形的绝缘管凹槽。
2.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形法兰凹槽与所述V形绝缘管凹槽都以所述法兰与绝缘管的接触轴面为底边，该所述V形法兰凹槽的底边与V形绝缘管凹槽的底边相对设置，即处于同一个径向平面上。
3.如权利要求2所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形法兰凹槽的底边与V形绝缘管凹槽的底边的边长相等。
4.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形法兰凹槽以该法兰与绝缘管的接触轴面为底边，其高小于或等于2毫米。
5.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形法兰凹槽以该法兰与绝缘管的接触轴面为斜边，其余的两条边为直角边。
6.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形绝缘管凹槽为一连通槽。
7.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形绝缘管凹槽包括相互隔离的多段。
8.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形绝缘管凹槽以该绝缘管与法兰的接触轴面为底边，其高小于或等于2毫米。
9.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述V形绝缘管凹槽以该绝缘管与法兰的接触轴面为斜边，其余的两条边为直角边。
10.如权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于所述绝缘管与法兰之间设置有一间隙，该间隙的宽度小于0. 5毫米。
全文摘要
一种空心复合绝缘子，包括一个绝缘管，一个包覆在该绝缘管外侧的护套，至少一个设置在该护套外侧的伞裙，以及至少一个设置在所述绝缘管末端的法兰。所述法兰与绝缘管的接触轴面上设置有至少一个轴向截面为V形的法兰凹槽。所述绝缘管与法兰的接触面上设置有至少一个轴向截面为V形的绝缘管凹槽。与现有技术相比，由于在绝缘管与法兰的接触面上都设置有相对设置的V形绝缘管凹槽与V形法兰凹槽，使得空心复合绝缘子受到内应力时，其所产生的应力分布更加均匀，从而减小某一部位的集中应力，进而使得该空心复合绝缘子符合电压等级更高的输变电要求。
文档编号H01B17/26GK102290164SQ201010215970
公开日2011年12月21日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者周曙琛, 郁杰, 马斌 申请人:江苏神马电力股份有限公司