550KN增韧轻质低膨胀复合瓷质绝缘子的制作方法

本实用新型涉及《国家重点支持的高新技术领域》——新材料——无机非金属材料——特殊用途的高性能陶瓷结构件，具体涉及一种550KN增韧轻质低膨胀复合瓷质绝缘子。

背景技术：

众所周知，在国际及我国随着国家电力工业的发展，向着远距离、大容量、超高压、特高压交、直流输电的智能方向发展，对传统绝缘子提出了高强度、耐污秽、大爬距、耐电弧、高体积电阻的要求。而传统瓷质绝缘子已无法满足特高压交、直流输电线路的建设需求。

550KN增韧轻质低膨胀复合瓷质绝缘子，一种在架空输电线路中起到重要作用的瓷器元件。目前，市场上的绝缘子，包括依次固定设置的金具构件、伞体和头部。在高压和特高压输电线路中，绝缘子本身的强度及绝缘程度尤为重要。为增强绝缘子的强度及绝缘程度，业内人士进行了多种形状、结构的设计。各种设计均有其特点和优点，但也存在一定的缺陷，如有的结构复杂，自身重量大，有的在绝缘度上存在隐患，有的强度不够，等等。因此，在绝缘子的形状、结构设计上还有进一步的改进空间，以求达到最佳的效果。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种550KN增韧轻质低膨胀复合瓷质绝缘子，是一种对现有绝缘子进行改进创新的国际先进水平产品。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

550KN增韧轻质低膨胀复合瓷质绝缘子，主要由绝缘主体、球头连接帽、锁紧装置和悬垂连接件组成；所述的绝缘主体从上至下由一体式中空的主体头部、上层伞盘和下层伞盘构成；主体头部中心带有一个通孔，上层伞盘和下层伞盘间相互隔开距离。球头连接帽扣装在主体头部外，并坐落在上层伞盘上；悬垂连接件位于绝缘主体中，上端顶在主体头部内；球头连接帽顶端中设置有锁紧装置，锁紧装置通过主体头部中心的通孔旋拧在悬垂连接件7上，将绝缘主体和球头连接帽紧固在一起。

悬垂连接件为上下两端外突的圆柱体。

在悬垂连接件和主体头部之间垫有缓冲片。

在绝缘主体和球头连接帽之间以及主体头部和悬垂连接件之间填充有快干粘接剂。

绝缘主体呈锅盖状。

上层伞盘的上表面水平倾角达6～9°，下层伞盘上表面水平倾角达20～30°。

主体头部为圆锥头形状，壁厚16.6mm，内外表面角度分别为13°和11°。

本实用新型特高压550KN增韧轻质低膨胀架空线路复合瓷质绝缘子具有大规格、高吨位、重量轻、高强度、硬度高、韧性好、耐震力大、拉伸力强、耐高寒、耐污性能好的特点，优化了机械性能和内绝缘强度之间的关系,合理地改进了瓷件头部曲率半径,使绝缘子拉伸强度最大化,使电场、电位极值均匀化。其中的悬垂连接件可在球头连接帽和主体被破坏之前先破坏，保证整个绝缘子拉伸强度分散性小，可靠性高。产品采用空气动力式双伞伞形设计，伞型平滑无棱，上层伞伞盘上表面、下表面倾角设计，使该伞形有利于风雨自洁能力。其积尘速度低，便于人工冲洗和清扫。经检测，本复合瓷质绝缘子自身重量>16.6Kg/单个-16.01Kg/单个,抗压强度318MPa-340MPa,抗折强度218MPa-247MPa,硬度8.1级-8.3级，弹性模量198GPa-218GPa,断裂韧性8.14MPa*-1/2-9.18MPa*-1/2。

附图说明

图1是本实用新型的结构半剖视示意图；

图2为本实用新型的绝缘主体剖视示意图。

图中标记如下：

绝缘主体1，球头连接帽2，主体头部3，上层伞盘4，下层伞盘5，锁紧装置6，悬垂连接件7，快干粘接剂8，缓冲片9。

具体实施方式

本实用新型的结构参见图1、图2所示。本实用新型420KN增韧瓷质绝缘子，主要由绝缘主体1、球头连接帽2、锁紧装置6和悬垂连接件7组成。所述的绝缘主体1呈锅盖状，从上至下由一体式中空的主体头部3、上层伞盘4和下层伞盘5构成。主体头部3中心带有一个通孔，上层伞盘4和下层伞盘5间相互隔开距离。球头连接帽2扣装在主体头部3外，并坐落在上层伞盘4上。悬垂连接件7位于绝缘主体1中，为上下两端外突的圆柱体，其上端顶在主体头部3内。在悬垂连接件7和主体头部3之间垫有缓冲片9。球头连接帽2顶端中设置有锁紧装置6，锁紧装置6通过主体头部3中心的通孔旋拧在悬垂连接件7上，将绝缘主体1和球头连接帽2紧固在一起。 为使绝缘主体1和球头连接帽2之间以及主体头部3和悬垂连接件7之间紧固牢靠，在绝缘主体1和球头连接帽2之间以及主体头部3和悬垂连接件7之间填充有快干粘接剂8。

本实用新型采用空气动力式双伞伞形设计，伞型平滑无棱。绝缘主体1上层伞盘4的上表面水平倾角达6～9°，下层伞盘5上表面水平倾角达20～30°。主体头部3为圆锥头形状，壁厚16.6mm，内外表面角度分别为13°和11°。该种结构科学的利用了瓷材料的抗压强度远比抗拉强度高这一特点，将受到的拉应力转化给球头连接帽2和悬垂连接件7的压应力，从而使产品具有较高的机电强度。球头连接帽2选用重量轻，强度高，加工性能好的球墨铸铁QT450-10制造，形状采用球窝连接型。

本实用新型所述绝缘主体1配方创新:采用一种以高岭土型粘土、煅烧堇青石、石英型粘土、锆英石、长石、滑石、煤矸石、煅烧铝矾土、增塑剂和稳定剂等低膨胀基体等十多种低膨胀低成本矿物原料。运用低成本锆英石、铝矾土弥散增韧技术，以低膨胀基体材料，在耐热冲击性方面有着优异的性能。对陶瓷制品可形成致密的微观结构，抗折强度和抗热震性能及陶瓷品质更显著提高，进一步提高陶瓷材料的断裂韧性，性能指标优于C130高强度铝质瓷，素瓷弯曲强度≥196MPa,釉后弯曲强度≥257MPa,压缩强度﹥656MPa,达到高效益、高效果的目的，优化了机械性能和内绝缘强度之间的关系,合理地改进了瓷件头部曲率半径,使绝缘子拉伸强度最大化,使电场、电位极值均匀化。同时采用氧化锆(二氧化锆)生成核相变和应力诱发相变，弥散增韧产生吸收能量机制，以取代相变增韧的效果，实现为四方氧化锆多晶体的结构复合陶瓷新材料。