压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，包括：芯棒、设置在芯棒两端的金具、以及覆盖设置在芯棒外侧的护套；所述护套设有上空气动力型的伞裙；其中所述金具压接在芯棒上，且所述密封结构高温固化成型在所述金具的外表面上。本发明具有防鸟害、抗风沙、抗外力破坏和可辅助攀踏性。
【专利说明】 压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合绝缘子，尤其涉及一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件。
【背景技术】
[0002]复合绝缘子因其在重量、测零值、耐污闪电压、不自爆等方面相比瓷质、玻璃绝缘子有很大的优越性而受到行业的青睐，尤其是污闪电压高这一特点。研究发现，绝缘子的伞裙结构与污闪电压之间存在一定的关系，使得其他条件相同但伞裙结构不同的复合绝缘子其污闪电压不同。
[0003]伞径对复合绝缘子污闪特性的影响如下:伞径加大，则复合绝缘子的等效直径增大，对污闪特性有消极影响，虽然复合绝缘子的爬电距离相应增大，在一定程度上可以提高污闪电压，但是提高的程度有限，反而导致爬电距离的利用率相对降低，并且过大的伞径会消耗过多的材料，不具有经济效益；伞径过小则会导致泄漏距离的不足，因此选择伞径的首要原则是，在保证整支绝缘子满足泄漏距离的前提下选择具有经济效益的伞径。
[0004]伞间距对复合绝缘子污闪特性的影响如下:伞间距增大，首先可以提高复合绝缘子的积污特性；其次，可以有效地抑制伞间桥接，防止严重覆冰覆雪以及阻滞电弧的串接；第三，可以提升爬电距离的利用率；但是增大的前提是保证整支复合绝缘子具有充足的爬电距离。伞间距减小，在绝缘高度一定的情况下可以提高复合绝缘子的爬电距离，但是污闪电压并不随爬电距离的增加而线性增长，伞间距过小，尤其是对伞下设置棱形突起的钟罩形产品，伞间容易发生桥接，爬电距离的利用率相对降低。
[0005]复合绝缘子运行地理范围广，不同地区具有其地理特殊性，从而造成运行工况复杂，同时复合绝缘子在运输、安装与维护过程存在外界不确定因素，从而影响复合绝缘子的安全运行。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种防鸟害、抗风沙、抗外力破坏和可辅助攀踏的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件。
[0007]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，包括:芯棒1、设置在芯棒I两端的金具2、以及覆盖设置在芯棒I外侧的护套4，其中所述护套4包括高温固化成型的密封结构5 ;所述护套4设有上空气动力型的伞裙3 ；其中所述金具2压接在芯棒I上，且所述密封结构5高温固化成型在所述金具2的外表面上。
[0008]进一步，该伞裙3的上下表面均为平滑过渡的弧面。
[0009]进一步,该伞裙3的伞伸出为IOOmm?220mm,公称盘径为300mm?500mm。
[0010]进一步，该伞裙3与护套4的材料采用户外型憎水性脂环族环氧树脂。
[0011]进一步，该芯棒I与金具2的连接采用压接工艺。[0012]相比现有技术，本发明所述的一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件的有益效果如下:
(1)通过对空气动力型伞形结构合理设定，以及积污特性的仿真分析，同时结合了伞套用HCEP (Hydrophobic Cycloaliphatic Epoxy:憎水性脂环族环氧化合物)材料具有优异的憎水性、憎水性迁移性，达到复合绝缘子污闪特性最佳的效果，提高了盘形悬式绝缘子串元件类产品的污闪电压；
(2)压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件的伞套采用HCEP材料在金具外表面上通过高温度、高压力、长时间下固化成型密封结构，实现了复合绝缘子的高强度的密封，防止复合绝缘子在使用过程中发生脆断事故；
(3)压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件用HCEP材料具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能，同时具有较高的机械强度，从而使本发明所述盘形悬式复合绝缘子系列产品在具有优良的憎水性、憎水迁移性和耐污闪性能的同时提高了复合绝缘子的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对复合绝缘子的破坏。工程人员施工过程中必要时在一定范围内可以踩踏在伞裙上，从而便利了施工，提高了工程人员施工过程中的安全系数。同时产品具有不需测零值，不自爆等优点，自洁性能优良，从而减少维护成本；
(4)压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件结构方式设计为盘形结构方式，产品等同于同吨级盘形悬式瓷或玻璃绝缘子的尺寸及机电性能，便利了运输困难工况下的运输，同时使产品的组合选型、安装、维护和运输更为快捷与方便；
(5)盘形悬式绝缘子串中间隔使用空气动力型复合绝缘子，可以有效防止连续冰串形成，提高盘形悬式绝缘子串的覆冰闪络电压，从而提高覆冰地区输电线路的运行安全性。同时，间隔使用空气动力型复合绝缘子，可防止鸟粪连续污染串中绝缘子，提高盘形悬式绝缘子串的防污性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图。
【具体实施方式】
[0014]为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明所述的一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件做进一步详细的描述。
[0015]如图1和图2所示，本发明所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，包括芯棒1、设置在芯棒I两端的金具2、以及覆盖设置在芯棒I外侧的护套4，其中所述护套4包括高温固化成型的密封结构5，其中所述护套4设有空气动力型的伞裙3 ;其中所述金具2压接在芯棒I上，且所述密封结构5高温固化成型在所述金具2的外表面上。
[0016]其中，金具外形尺寸结构可依据安装使用需要进行变换。
[0017]如图1和图2所示的，该空气动力型的伞裙3的上下表面均为平滑过渡的弧面。即，该空气动力型的伞裙3为一类似于圆盘形的形状。如图1所示的，该伞裙3的伞伸出为IOOmm?220mm,公称盘径为300mm?500mm。其中伞伸出是指复合绝缘子伞裙外沿与护套之间的径向距离。
[0018]其中，该金具2压接在芯棒I上。
[0019]本发明中的护套优选采用HCEP (Hydrophobic Cycloaliphatic Epoxy:憎水性脂环族环氧化合物)材料，从而使本发明所述的盘形悬式复合绝缘子串元件在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时，提高了复合绝缘子的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对复合绝缘子护套的破坏，并且在一定范围内使复合绝缘子具有了可辅助攀踏性能，提高了施工过程中的安全系数。而且护套与金具之间(具体为金具的外表面上)高温固化成型的密封结构也可采用HCEP材料，以实现复合绝缘子的高强度的密封。
[0020]另外，本发明所述 的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件在线路上运行，将受到机电负荷的长期作用，复合绝缘子的机械强度随时间推移而降低，造成这一现象的主要原因是芯棒材料本身具有蠕变特性，同时如果压接过程中参数设计不合理，造成金具和芯棒之间的压接区应力过于集中，在长期负荷作用下，绝缘子机械强度下降速度会加快。GB/T 19519附录A复合绝缘子机械拉伸负荷-时间试验原理中用绝缘子强度-时间曲线对复合绝缘子的蠕变衰减做了规定:衰减曲线斜率不得超过8%。
[0021 ] 为确保复合绝缘子产品的机械可靠性，本发明力争把复合绝缘子的蠕变特性曲线斜率降到4%，通过大量试验做出不同的端部金具压接强度对应的绝缘子强度-时间曲线斜率，并找出-时间曲线斜率为4%时对应的压接参数。
[0022]复合绝缘子的机械强度与负荷施加时间的对数关系曲线的斜率可以通过3个时间点破坏试验做出:Imin平均破坏负荷、24h平均破坏负荷、96h平均破坏负荷。试验过程中Imin破坏负荷很容易测得，而24h和96h的破坏负荷则不易测得。因此对24h和96h的破坏负荷做一下改变，即把24h和96h的破坏负荷试验改为24h和96h耐受试验，只要复合绝缘子能过耐受0.74Mav和0.73Mav (曲线的斜率不超过每时间对数刻度的4%) 24h和96h，那么就认为蠕变特性曲线斜率最大为4%，复合绝缘子产品拥有更高的机械可靠性。
[0023]Imin破坏负荷试验:采用3支相同复合绝缘子进行破坏负荷试验，求出平均破坏值Mav和标准偏差6。按照国际经验当试验支数不小于10，可以算出较精确的标准偏差6作为试验数据，如果试验支数为3，则用作试验数据的标准偏差6取0.0SMav。
[0024]24h和96h耐受试验:对于24h的耐受试验仍然采用3支复合绝缘子，根据蠕变特性曲线斜率4%的要求，得出24h对数时刻对应的破坏负荷值M24，只要复合绝缘子能够承受M24的拉伸负荷24h，就可以认为复合绝缘子的蠕变特性曲线斜率至少为4%。
[0025]T24=Lg (24X60) =3.16
M24= (1-3.16 X 0.04) Mav=0.87Mav
根据高斯分布原理，3支复合绝缘子通过概率为90%的24h耐受试验负荷为:
0.87Mav (1-1.82X0.08) =0.74Mav
对于96h耐受试验，同理可以得出3支复合绝缘子通过率为90%的96h耐受试验负荷
为:
T96=Lg (96X60) =3.76
M24= (1-3.76 X 0.04) Mav=0.85Mav
0.85Mav (1-1.82X0.08) =0.73Mav
通过这三个点就可以画出斜率最大为4%的复合绝缘子的蠕变特性曲线，而对应这个曲线的复合绝缘子的端部金具压接参数，就是理想的压接参数。
[0026]在4%衰减斜率的压接参数下，压接生产3支相同复合绝缘子进行1.2SML的24h耐受试验:
24h时间对数刻度为:
T24=Lg (24X60) =3.16
50年时间对数刻度为:
T24=Lg (50X365X24X60) =7.42
如果24h的耐受1.2SML，则以4%衰减斜率，50年后复合绝缘子产品的机械负荷为:
1.2SML[l-(7.42-3.16) X0.04] =ISML
可知以4%衰减斜率，50年后复合绝缘子产品还至少具有额定机械负荷的拉伸负荷值。
[0027]1.2SML耐受24h后，对产品进行机械拉伸破坏试验，可以加以验证。
[0028]本发明所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件可依据此方法确定压接参数。
[0029]综上所述，本发明所述的一种耐污闪、防鸟啄、抗风沙的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件通过对空气动力型伞形结构合理设定，以及积污特性的仿真分析，同时结合了护套用HCEP材料具有优异的憎水性、憎水性迁移性，达到复合绝缘子污闪特性最佳的效果。
`[0030]通过护套用HCEP材料在金具外表面上的高温度、高压力、长时间固化成型密封结构，实现了复合绝缘子的高强度的密封，防止复合绝缘子在使用过程中发生脆断事故；护套用HCEP材料具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能，同时具有较高的机械强度，从而本发明所述盘形悬式复合绝缘子系列产品在具有优良的憎水性、憎水迁移性和电气性能的同时提高了复合绝缘子的抗风沙能力、抗外力破坏的能力，可以防止鸟啄对复合绝缘子护套的破坏，并且在一定范围内使复合绝缘子具有了可辅助攀踏性能，便利了工程人员的施工，提高了施工过程中的安全系数；并且通过一种间接的方法确定金具与芯棒的压接参数，使得其满足蠕变特性曲线斜率的要求。通过将压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件结构方式设计为盘形结构方式，产品等同于同吨级盘形悬式瓷或玻璃绝缘子的尺寸及性能，便利了运输困难工况下的运输，同时使产品的组合选型、安装、维护和运输更为快捷与方便。从而满足高压、超高压与特高压电网；电气化铁路与高速电气化铁路和轨道交通接触网的使用需求。
[0031]盘形悬式绝缘子串中间隔使用空气动力型盘形悬式复合绝缘子，可以有效防止连续冰串形成，提高盘形悬式绝缘子串的覆冰闪络电压，从而提高覆冰地区输电线路的运行安全性。同时，间隔使用空气动力型盘形悬式复合绝缘子，可防止鸟粪连续污染串中绝缘子，提高盘形悬式绝缘子串的防污性能。
[0032]以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
【权利要求】
1.一种压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，其特征在于，包括:芯棒(I)、设置在芯棒(I)两端的金具(2)、以及覆盖设置在芯棒(I)外侧的护套(4);其中所述护套(4)包括高温固化成型的密封结构(5);所述护套(4)上设有空气动力型的伞裙(3);其中所述金具(2 )压接在芯棒(I)上，且所述密封结构(5 )高温固化成型在所述金具(2 )的外表面上。
2.根据权利要求1所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，其特征在于，该伞裙(3)的上下表面均为平滑过渡的弧面。
3.根据权利要求1所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，其特征在于，该伞裙(3)的伞伸出为IOOmm?220mm,公称盘径为300mm?500mm。
4.根据权利要求1所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，其特征在于，伞裙(3)与护套(4)的材料采用户外型憎水性脂环族环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的压接式空气动力型盘形悬式复合绝缘子串元件，其特征在于，芯棒(I)与金具(2)的连接采用压接工艺。
【文档编号】H01B17/40GK103456435SQ201310006708
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年1月9日 优先权日:2013年1月9日
【发明者】及荣军, 张春梅, 王长明, 张炎武, 耿卫斌, 贾传熙 申请人:河北荣森电气有限公司