绝缘子闭式卡具的制作方法

本发明涉及输电线路检修技术领域，尤其是涉及一种绝缘子闭式卡具。

背景技术：

特高压线路的安全稳定运行关系着电网安全，绝缘子是高压电线连接塔的一端挂有很多盘状的绝缘控件,其能够在架空输电线路中起到重要作用，绝缘子的作用是增加爬电距离，通常由玻璃或陶瓷制成。高压线路运行中，绝缘子在运行电压的长期影响下容易出现低值或者零值，给线路安全运行带来隐患，故需要对其进行维修或更换。

现有的绝缘子卡具通常包括前卡体和后卡体，前卡体和后卡体设置有半圆弧形槽，并在前卡体和后卡体连接成一体时中间形成有能够卡住绝缘子钢帽上的圆形(或椭圆形)卡口，其中，前卡体和后卡体直接与绝缘子钢帽的整个外周接触。

根据国内绝缘子生产工艺、应用现状，在检修瓷绝缘子更换工作中，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

一方面，目前同规格的瓷绝缘子，虽然机械性能、电气性能统一，但其前端钢帽没有统一标准，导致各厂商在加工同规格绝缘子时，钢帽的大小、形状不尽相同，同一型号不同批次的钢帽甚至存在不同规格，如针对420kn的交流绝缘子，市面上存在两种规格的卡具，导致如需更换绝缘子时，需根据每一种钢帽尺寸加工卡具，如一串上有多个批次绝缘子，还需携带多套卡具，逐一尝试，浪费生产成本、严重影响作业效率。

另一方面，现有技术中同一型号的绝缘子在尺寸上有毫米级精度误差，并且由于脱模、切边过程的不可控因素造成钢帽圆度不均，甚至存在钢渣凸起或者因脱模磕碰引起的凹凸以及切边模磨损后的切边不完整。而常规使用的上述闭式卡具结构由于前卡体和后卡体直接与绝缘子钢帽的整个外周接触，无法有效避开这些缺陷，难以有效固定绝缘子。针对上述问题，现有的通常做法是根据拿到手的绝缘子(包括钢帽上带有的生产缺陷)测绘加工卡具的卡口，使之能与钢帽匹配；由于每个绝缘子钢帽上的缺陷不尽相同，因此上述做法同样降低了卡具的通用性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种绝缘子闭式卡具，以解决现有技术中存在的绝缘子卡具通用性较差的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的绝缘子闭式卡具，包括卡体、卡盖和至少两个卡爪，其中：

所述卡体和所述卡盖之间形成有用于容纳绝缘子钢帽的卡口，所有所述卡爪沿所述卡口的周向间隔设置于所述卡体和所述卡盖上，且所述卡爪上均存在有与绝缘子钢帽的外围相适配的槽部，所有所述槽部之间形成有用于限制绝缘子钢帽轴向移动的卡合空间且所述卡合空间允许绝缘子钢帽在其内部周向转动。

优选的，所述槽部为弧形槽，所述弧形槽用于由钢帽帽圈的上下两端限制所述钢帽轴向移动，且所述弧形槽与所述钢帽帽圈的外围之间存在有活动间隙。

优选的，所述弧形槽包括由上至下依次连接的上抵接部、中间槽和下抵接部，所述上抵接部与所述钢帽帽圈的上端面抵接，所述下抵接部与所述钢帽帽圈的下端面抵接，且所述中间槽的内径大于所述钢帽帽圈的外径以形成所述活动间隙。

优选的，所述卡体和所述卡盖的内圈上设置有安装槽，所述卡爪的远离所述槽部的一侧设置有转动部，所述转动部设置于所述安装槽内且能在所述安装槽内转动。

优选的，所述安装槽为由所述卡口向所述卡体或所述卡盖的外围延伸的v型槽，所述转动部为与所述v型槽相适配的v型耳，且所述转动部上竖直穿设有用于与所述安装槽的上下两端连接的锁止件，所述卡爪能以所述锁止件为轴在所述卡口内水平转动。

优选的，所述安装槽的槽径大于所述转动部的外径以使所述卡爪能以所述锁止件为轴在所述安装槽内以±4°至±10°范围的自由度转动。

优选的，所述卡体和所述卡盖上均设置有两个所述卡爪，且所有所述卡爪在所述卡口内均匀布置。

优选的，所述卡体和所述卡盖拼合形成圆形的所述卡口，所述卡体与所述卡盖的一端可拆卸连接，所述卡体与所述卡盖的另一端铰接。

优选的，所述卡体的与所述卡盖的连接处设置有连接槽，所述连接槽的上下端面穿设有销轴，所述销轴上连接有转动连接件，所述转动连接件用于使所述卡盖的一端以所述销轴为轴转动。

优选的，所述转动连接件包括螺杆和设置于所述螺杆一端的铰接部，所述铰接部上存在有用于供所述销轴穿过的通孔，所述卡盖与所述螺杆连接且所述卡盖能通过所述铰接部以所述销轴为轴心转动；且所述卡盖的用于与所述卡体连接的一端设置有开口槽以便于由此端打开所述卡盖。

本发明提供的绝缘子闭式卡具，与现有技术相比，具有如下有益效果：

在卡体和卡盖之间形成的卡口内设置了周向间隔布置的卡爪，并通过卡爪上的槽部形成的卡合空间限制绝缘子钢帽的轴向移动，减少了卡具与钢帽接触的线长度，进一步避免与钢帽上缺陷的接触；且钢帽能够在卡合空间内周向转动，当钢帽与槽部接触位置处存在生产缺陷时可转动钢帽，这样就可以实现更有效的避开钢帽缺陷，以适应不同尺寸的同型号绝缘子，提高了卡具相对于绝缘子同一型号不同批次的通用性。在绝缘子更换作业中，绝缘子闭式卡具拆装方便，方便携带和高空操作，操作可靠简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是绝缘子闭式卡具与绝缘子配合的整体结构示意图；

图2是绝缘子闭式卡具与绝缘子配合的俯视结构示意图；

图3是绝缘子闭式卡具的整体结构示意图；

图4是卡体的结构示意图；

图5是卡爪的结构示意图；

图6是绝缘子钢帽与卡爪的配合结构局部示意图。

图中1、卡体；2、卡盖；21、开口槽；3、钢帽；31、帽圈；4、卡爪；41、槽部；411、中间槽；412、上抵接部；413、下抵接部；42、转动部；5、卡口；6、转动连接件；61、螺杆；62、铰接部；63、销轴；7、安装槽；71、锁止件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

参见图1-图6所示，图1是绝缘子闭式卡具与绝缘子配合的整体结构示意图；图2是绝缘子闭式卡具与绝缘子配合的俯视结构示意图；图3是绝缘子闭式卡具的整体结构示意图；图4是卡体的结构示意图；图5是卡爪的结构示意图；图6是绝缘子钢帽与卡爪的配合结构局部示意图。其中，图2中示出了绝缘子闭式卡具的五个部位的截面，后文将对此五个部位的截面进行结构强度的分析。

本实施例提供了一种绝缘子闭式卡具，参见图1、图2和图3，该绝缘子闭式卡具包括卡体1、卡盖2和至少两个卡爪4，其中：

卡体1和卡盖2之间形成有用于容纳绝缘子钢帽3的卡口5，所有卡爪4沿卡口5的周向间隔设置于卡体1和卡盖2上，且卡爪4上均存在有与绝缘子钢帽3的外围相适配的槽部41，所有槽部41之间形成有用于限制绝缘子钢帽3轴向移动的卡合空间且卡合空间允许绝缘子钢帽3在其内部周向转动。

其中，上述绝缘子钢帽3在卡口5中是通过卡爪4上槽部41形成的卡合空间限制轴向移动，而非现有技术中卡体和卡盖直接夹持紧固。本实施例上述结构主要具有以下优点：其一，通过卡爪4的槽部41夹持钢帽3，减少了卡具与钢帽3接触的线长度，相较于现有的卡具与钢帽的外围全部接触，上述结构能够进一步避免卡爪与钢帽上缺陷的接触；其二，钢帽3可在所有槽部41形成的卡合空间中以自身的轴线为轴心进行转动，即使当安装时，卡爪4的槽部41刚好接触到钢帽3上的缺陷，可通过转动钢帽3避开上述缺陷，从而进一步对于同一型号不同批次而言，提高卡具的通用性。

作为可选地实施方式，结合图5和图6，本实施例的槽部41为弧形槽，弧形槽的结构与钢帽3的形状相适配，为了使得钢帽3能够在卡合空间内周向转动，弧形槽用于由钢帽帽圈31的上下两端限制钢帽3轴向移动，且弧形槽与钢帽帽圈31的外围之间存在有活动间隙。

本实施例中限制钢帽3轴向移动的方式并非由钢帽的帽圈31外周抵接固定钢帽3(上述设置方式则钢帽难以转动)，替代的，参见图5和图6所示，本实施例中的弧形槽包括由上至下依次连接的上抵接部412、中间槽411和下抵接部413，上抵接部412与钢帽3帽圈31的上端面抵接，下抵接部413与钢帽3帽圈31的下端面抵接，且中间槽411的内径大于钢帽上帽圈31的外径以形成活动间隙。

参见图6，槽部41的上抵接部412与钢帽3的帽圈31上端面形状相适配，并抵接在帽圈31的上端面的上沿，下抵接部413与钢帽3的帽圈31下端面形状相适配，并抵接在帽圈31的下端面的下沿，通过上述结构限制了钢帽3的轴向移动。上述中间槽411与钢帽上帽圈31的外周壁之间形成了活动间隙(如图6)，钢帽3可通过该活动间隙进行周向转动，方便避开钢帽上的缺陷；除此之外，该活动间隙还可适用于安装同一型号不同批次的绝缘子钢帽(同一型号不同批次绝缘子钢帽的外径有所差异，但不会相差太大)，具体的，对于交流1000kv线路420kn绝缘子帽圈31口径在±6mm内均可以使用该卡具。

因此，本实施例中的绝缘子闭式卡具主要通过以下来提高该绝缘子闭式卡具的通用性：

1、卡体1和卡盖2中设置的卡爪4，卡爪4上槽部41形成的卡合空间限位绝缘子，减少与钢帽3接触的线长度；提高卡具对于钢帽3生产时存在的凸起或磨损等生产缺陷的通用性；

2、槽部41的中间槽411与帽圈31的外周壁之间存在活动间隙，钢帽3能够在卡合空间中转动，从而使用同一型号不同批次钢帽3尺寸有差别的绝缘子，提高卡具对于钢帽3生产时尺寸差异的通用性。

为了便于安装绝缘子，作为可选地实施方式，参见图4和图5所示，本实施例的卡体1和卡盖2的内圈上设置有安装槽7，卡爪4的远离槽部41的一侧设置有转动部42，转动部42设置于安装槽7内且能在安装槽7内转动。

上述卡爪4在安装槽7内具有一定的自由度，使得绝缘子钢帽3在安装时，转动卡爪4的转动能够起到自定心的作用，也即，在安装时，便于所有卡爪4上槽部41形成的卡合空间与钢帽3同心设置，提高卡具卡合绝缘子的稳固性。

为了进一步实现卡爪4通过转动部42在安装槽7内转动，作为可选地实施方式，参见图4和图5所示，本实施例的安装槽7为由卡口5向卡体1或卡盖2的外围延伸的v型槽，转动部42为与v型槽相适配的v型耳，且转动部42上竖直穿设有用于与安装槽7的上下两端连接的锁止件71，卡爪4能以锁止件71为轴在卡口5内水平转动。

其中，上述锁止件71可以为销轴部，v型耳上设置有穿孔供销轴部穿过，v型耳通过销轴部适配安装于v型槽内后，卡爪4可以紧固件(销轴部)为轴心在一定范围内转动，在安装绝缘子钢帽3时，便于通过自定心作用同心安装。

为了通过能够通过安装槽7与转动部42之间配合能够实现转动，参见图3所示，作为可选地实施方式，安装槽7的槽径大于转动部42的外径以使卡爪4能以锁止件71为轴在卡口5内以±4°至±10°范围的自由度转动。

优选的，卡爪4以锁止件71为轴在安装槽7内以±5°的自由度转动。

实施例2

本实施例是在上述实施例1的基础上进行的改进，参见图1、图2、图3所示，本实施例中卡体1和卡盖2上均设置有两个卡爪4，且所有卡爪4在卡口5内均匀布置。

卡体1和卡盖2上各设置有一对卡爪4，在稳固固定绝缘子的基础上减少了与卡具与钢帽3接触的线长度。

作为可选地实施方式，卡体1和卡盖2拼合形成圆形的卡口5，卡体1与卡盖2的一端可拆卸连接，卡体1与卡盖2的另一端铰接。

上述卡体1和开盖可拆卸连接的方式便于安装、拆卸绝缘子，且一端铰接，安装时，打开另一端即可打开上述卡口5，将绝缘子钢帽3装入。

作为可选地实施方式，参见图5所示，本实施例中，卡体1的与卡盖2的连接处设置有连接槽，连接槽的上下端面穿设有销轴63，销轴63上连接有转动连接件6，转动连接件6用于使卡盖2的一端以销轴63为轴转动。

作为可选地实施方式，转动连接件6包括螺杆61和设置于螺杆61一端的铰接部62，铰接部62上存在有用于供销轴63穿过的通孔，卡盖2与螺杆61连接且卡盖2能通过铰接部62以销轴63为轴心转动；且卡盖2的用于与卡体1连接的一端设置有开口槽21以便于由此端打开卡盖2。

具体的，卡盖2和卡体1连接的两端均可采用上述结构，卡体1和卡盖2为铰接的分体式结构，通常保留一端，开口槽21一侧打开以卡入绝缘子，特殊情况下又能两侧均打开卡入绝缘子，即卡体1和卡盖2全脱离。

下面以420kn绝缘子闭式卡具为例，计算主要截面的结构强度。

对于绝缘子闭式卡具，两端丝杆受力后，卡具承受弯矩，简化力学模型如图2所示：a-a截面与b-b截面之间的直线长度为46.8mm,a-a截面与c-c截面之间的直线长度为90mm，a-a截面与d-d截面之间的直线长度为188.63mm，a-a截面与e-e截面之间的直线长度为265mm。卡具在e-e截面处有最大弯矩，故对此截面进行计算为主，a-a、b-b、c-c、d-d截面辅助校核。(截面结构图在此省略)

一是e-e截面处的强度计算：经计算，该截面的抗弯截面模量为：w＝95304mm³；

施加于该截面上的弯距为：

m＝(p/2)×265×2.5＝6000×265×2.5＝3975000kg.mm；

则该截面上的弯曲应力为：σs＝m/w＝3975000/95304＝41.7kg/mm²＝417mpa；

σs＝417mpa<「σs」。故卡具在工作负荷为12吨时，e-e截面强度足够。

二是d-d截面处的强度计算：经计算，该截面的抗弯截面模量为w＝92437mm³；

施加于该截面上的弯距为：

m＝(p/2)×188.63×2.5＝6000×170×2.5＝2829450kg.mm；则该截面上的弯曲应力为：σs＝m/w＝2829450/92437＝30.61kg/mm²＝306.1mpa；

σs＝306.1mpa<「σs」。故卡具在工作负荷为12吨时，d-d截面强度足够。

三是c-c截面处的强度计算：经计算，该截面的抗弯截面模量为w＝58561.3mm³

施加于该截面上的弯距为：

m＝(p/2)×90×2.5＝6000×90×2.5＝1350000kg.mm；则该截面上的弯曲应力为：σs＝m/w＝1350000/58561.3＝23.05kg/mm²＝230.5mpa；

σs＝230.5mpa<「σs」。故卡具在工作负荷为15吨时，c-c截面强度足够。

四是b-b截面处的强度计算：经计算，该截面的抗弯截面模量为w＝18555.6mm³

施加于该截面上的弯距为：

m＝(p/2)×46.8×2.5＝6000×46.8×2.5＝702000kg.mm；则该截面上的弯曲应力为：σs＝m/w＝702000/18555.6＝37.83kg/mm²＝378.3mpa；

σs＝378.3mpa<「σs」。故卡具在工作负荷为15吨时，b-b截面强度足够。

五是卡具两端的耳片a-a截面强度计算。该处截面以剪切计算为主。

剪切面面积a＝(66-20.5)×20/2＝455mm²

剪切力为p/2＝12000/2＝6000kg

故剪切应力为τ剪＝6000/455＝13.18kg/mm²＝131.8mpa

取安全系数为2.5，则tc4的许用剪切应力为：

τ许＝903×0.7/2.5＝252.8mpa>τ剪＝131.8mpa

由此可以看出，卡具两端的耳片强度足够安全。

本实施例的绝缘子闭式卡具可解决同规格各个厂家绝缘子尺寸不同的问题，实现一卡具多用，同吨位级别绝缘子仅需一套卡具就能够更换，提高卡具通用性，提升作业效率。重点针对问题突出的420kn交流绝缘子，该卡具可采用钛合金，主体材质均为钛合金，既保证结构强度，又减轻整体重量。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。