專(zhuān)利名稱(chēng)：電線(xiàn)桿絕緣裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電線(xiàn)桿上的絕緣裝置及其制造工序。
用于傳導(dǎo)高、中和低電壓電流的電線(xiàn)是利用稱(chēng)做為“裝置”的絕緣托架由電線(xiàn)桿或鐵塔支撐著的。
在至今的使用中，這種裝置是用金屬件制成，將其連接到電線(xiàn)桿上，以及沿垂直于該裝置的方向懸掛電線(xiàn)。
這些支撐桿是剛性的，所以不能被施加于電線(xiàn)上的力弄彎。但是，由于冰霜、雪或風(fēng)的原因，這些電線(xiàn)要承受很重的負(fù)荷。
由于這些負(fù)荷不會(huì)導(dǎo)致裝置的任何變形，所以，上述很重的負(fù)荷會(huì)使電線(xiàn)折斷，而且，由此形成的扭矩會(huì)造成電線(xiàn)桿斷裂。
為了避免這些問(wèn)題，提出這種裝置是用一種玻璃纖維增強(qiáng)合成樹(shù)脂的撓性材料做成的，其橫截面從電線(xiàn)桿處規(guī)則地縮小。
理想的話(huà)，這種裝置要具有最大可能的縱向撓性、而能支承最大可能的垂直向負(fù)荷。實(shí)際上，這種綜合考慮是難以實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的目的是確立這種裝置，使利用它來(lái)達(dá)到上述目的，而又不太貴。
本發(fā)明的裝置是一根撓性臂，它的一端裝備有連結(jié)到電線(xiàn)桿上的構(gòu)件，而在其另一端裝備有沿垂直于該臂的方向連結(jié)電線(xiàn)的構(gòu)件。該臂的橫截面是一個(gè)矩形，矩形高度是沿垂直于電線(xiàn)的方向測(cè)定的，而矩形寬度是沿平行于電線(xiàn)的方向測(cè)定的，而且高大于寬。
根據(jù)本發(fā)明，該橫截面的寬，從該裝置連結(jié)到電線(xiàn)桿上的那一頭向連結(jié)電線(xiàn)的那一頭有規(guī)則地縮小，而橫截面的高度則是恒定的。在懸臂的厚度方向上有一系列沿著懸臂長(zhǎng)度方向延伸的連續(xù)的礦物纖維層，每?jī)蓪又虚g夾有一層任意方向排列的短礦物纖維，這些纖維和敷層用合成樹(shù)脂粘結(jié)在一起。
用這種順序組成的涂有合成樹(shù)脂的礦物纖維層使該裝置依靠它的幾何形狀具有大的縱向撓性和對(duì)垂直負(fù)荷的較高的耐受強(qiáng)度。
這些敷層含有沿裝置的長(zhǎng)度方向延伸的連續(xù)性纖維并且用合成樹(shù)脂連成一體。由于這些敷層是分布于直立面內(nèi)，使該裝置能承受較大的垂直向負(fù)荷并且在撓曲較大時(shí)不致于折斷。另外，由于裝置的橫截面的鉛垂向尺寸比沿電線(xiàn)縱向的大，也由于該橫截面從電線(xiàn)桿處開(kāi)始有規(guī)則地縮小，所以該裝置具有大的縱向撓性。
含有任意方向分布的短纖維的敷層能分散在上述連續(xù)性纖維敷層中的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。
另外，這一任意方向分布的短纖維中間層使懸臂易于打孔。實(shí)際上，如果該裝置僅有連續(xù)性的縱向纖維，打孔時(shí)會(huì)造成分層現(xiàn)象。
為了提高裝置的抗扭性能，在懸臂的每一側(cè)的第一層短纖維和下一層連續(xù)性纖維之間，均插入一層礦物纖維。這個(gè)構(gòu)件包含有位于與裝置長(zhǎng)度方向成+45°和-45°方向上的長(zhǎng)纖維，使其有最佳的抗扭性。
這樣，按照本發(fā)明，該裝置的依次排列的各層的共同作用使該裝置具備了所需的機(jī)械性能。
按照最佳實(shí)施例，具有連續(xù)性纖維的這部分大于具有短纖維的那部分。
為了獲得探求的機(jī)械性能，這個(gè)部分是以連續(xù)性纖維的首要作用為基礎(chǔ)的。如使用最大可能的數(shù)量的連續(xù)性纖維則是適當(dāng)?shù)摹?br> 根據(jù)本發(fā)明的最佳方案，要用附加的短纖維層將一定層數(shù)的短纖維與下一層長(zhǎng)纖維隔開(kāi)，所述附加短纖維層是從與電紅桿連結(jié)之處開(kāi)始延伸到僅占懸臂長(zhǎng)度的一部分。這些短纖維層的長(zhǎng)度從懸臂厚度的外端向中間處逐漸減小，使懸臂厚度從電線(xiàn)桿向安裝電線(xiàn)的裝置的端部有規(guī)則地縮小。
最好，懸臂的外表面上涂一層能耐受電弧、惡劣氣候和紫外線(xiàn)的塑性涂層，這種涂層可采用乙烯-丙烯-二烯-亞甲基(EPDM)共聚物。
根據(jù)本發(fā)明的另一設(shè)想，制造用于電線(xiàn)桿的絕緣裝置的工序包括下列各步做幾根帶，這種帶子包括一層沿著帶子長(zhǎng)度方向延伸的連續(xù)性纖維和一層預(yù)先浸過(guò)聚脂樹(shù)脂的任意方向分布的短纖維，以及可能還有幾根和帶子長(zhǎng)度方向成±45°夾角的纖維構(gòu)件帶;
將這些帶切割成若干段，每段的尺寸按照裝置所需的長(zhǎng)度和高度確定;
按照所需的布局將不同的帶段重疊起來(lái);
將這一疊帶預(yù)熱到低于聚脂樹(shù)脂聚合溫度的一個(gè)溫度值;
將此一疊帶放到一模子中，加熱并加壓，使此疊帶成型;
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在下面闡述。
下面的附圖用作不限制的實(shí)例

圖1是表示裝上本發(fā)明所述的裝置的電線(xiàn)桿的上部的正視圖;
圖2是圖1的頂視圖;
圖3是用放大比例繪出的裝置的橫截面的正視圖;
圖4是表示含有連續(xù)性縱向纖維的纖維層的部分示意正視圖;
圖5是表示含有任意方向分布的連續(xù)性纖維的纖維層的部分示意正視圖;
圖6是表示含有以±45°方向分布的長(zhǎng)纖維構(gòu)件的一部分的示意正視圖;
圖7是表示圖4、5和6所示的各敷層并列后的縱剖面的示意平面圖;
圖8是表示本發(fā)明的裝置中的不同敷層的、沿裝置縱剖面的示意平面圖;
圖9是表示制造本發(fā)明的裝置的工序所需的模子的縱剖面圖。
在圖1和2所示的實(shí)施例中，橫向裝置100是由一撓性懸臂1組成的，在懸臂的一端有一支架2，連結(jié)到電線(xiàn)桿3上，而在懸臂的另一端有一接頭4，其上帶有一電纜夾，在夾子上連有沿垂直于懸臂1的方向伸展的電線(xiàn)6。懸臂1有一矩形橫截面(見(jiàn)圖3)。在垂直于電線(xiàn)6的平面內(nèi)測(cè)得的該橫截面的高度l明顯大于在沿平行于圖2所示電線(xiàn)6平面的方向測(cè)得的該截面的寬度e。
如從圖2中能看到的，懸臂1橫截面的寬度e從固定到電線(xiàn)桿3上的支架2起向用于連結(jié)電線(xiàn)6的接頭處有規(guī)則地縮小。此外，該截面的高度1是恒定的(見(jiàn)圖1)。
懸臂1在其厚度e方向即圖2所示的平面內(nèi)，有一系列含有沿懸臂1的長(zhǎng)度L方向延伸的連續(xù)性玻璃纖維10(見(jiàn)圖4、7、8)的纖維層7a、7b、7c、7d。這些敷層7a、7b、7c、7d是用任意方向分布的短玻璃纖維層隔開(kāi)的(見(jiàn)圖5、7、8)。這兩種敷層和它們的纖維是用如聚脂樹(shù)脂這樣的合成樹(shù)脂粘結(jié)在一起的。
另外，在懸臂1的每側(cè)第一層短纖維層11和下一層連續(xù)性纖維10的敷層7b之間有玻璃纖維構(gòu)件的敷層9a、9b，(見(jiàn)圖8)。
各種不同敷層對(duì)于懸臂1的中心纖維層N說(shuō)來(lái)是兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布的。
諸如7a、8a、9a的不同敷層，是利用下面要描述的加壓模制操作方法靠合成樹(shù)脂的聚合而粘結(jié)在一起的。
連續(xù)性纖維10部分最好比短纖維部分11大。連續(xù)性纖維10約占所有纖維的總重的80%。因此，短纖維11約占總重的20%。
連續(xù)性纖維10和短纖維11最好占總的材料的50～60%，而合成樹(shù)脂占40～50%。
構(gòu)件9a(或9b)(見(jiàn)圖6)具有一第一系列長(zhǎng)纖維12a和一第二系列長(zhǎng)纖維12b，第一系列的平行的玻璃纖維按與懸臂1的長(zhǎng)度方向L成±45°方向排列的，而第二系列的平行的纖維按與懸臂1的長(zhǎng)度方向L成-45°的方向排列的。
此外，從圖8可看出諸如13a、13b、13c的一定數(shù)量的短纖維層是從連結(jié)電線(xiàn)桿3上的支架2起、僅僅沿著一部分懸臂1長(zhǎng)度L伸展的。這些短纖維層13a、13b、13c的長(zhǎng)度，從懸臂1的厚度的外端向中央處N逐漸減小，以形成一逐漸減小的厚度e，如圖2所示。
另外，懸臂1的外表面上涂有(見(jiàn)圖2)一層用彈性體制作的涂層14，該涂層能耐受電弧、惡劣氣候和紫外線(xiàn)，其材料為如乙烯-丙烯-二烯-亞甲基(EPDM)共聚物。
將懸臂1連結(jié)到電線(xiàn)桿3上所用的支架2以及在懸臂端部4的接頭，最好用鋁制成并用粘結(jié)方法固定到懸臂1上。作為普通金屬材料的鋁，它的膨脹系數(shù)接近制作懸臂1用的復(fù)合材料(玻璃纖維、聚脂樹(shù)脂)的膨脹系數(shù)，這樣，將支架2和接頭4連結(jié)到懸臂1上后，就不會(huì)有因溫度變化影響其性能的危險(xiǎn)。
下面是有關(guān)按照本發(fā)明制造裝置的工序的詳細(xì)說(shuō)明。
第一步，制作一帶，該帶依次包括有一沿著帶的長(zhǎng)度方向伸展的連續(xù)性玻璃纖維層10，一任意方向分布的短纖維層11和一玻璃長(zhǎng)纖維12a、12b的構(gòu)件敷層9a，其中玻璃長(zhǎng)纖維12a、12b對(duì)于帶的長(zhǎng)度L方向形成±45°夾角。此后，將這些敷層一起浸漬聚脂樹(shù)脂。
舉例說(shuō)，這種帶的組成如下聚脂樹(shù)脂18%抗收縮熱塑性添加劑12%輔藥，著色催化劑3%
礦物填料12%玻璃纖維55%將預(yù)先浸漬過(guò)聚脂樹(shù)脂的一些帶切割成如懸臂1這樣的長(zhǎng)度。
然后，將這些切割后的帶段按照?qǐng)D8所示排好，再將它們疊合一起。
然后，將上述疊合件放到一高頻預(yù)熱器中加溫至約70℃(低于聚脂樹(shù)脂聚合溫度)。
這樣的預(yù)熱能使明顯減小材料在模壓加工中形成的熱應(yīng)力。
然后，將預(yù)熱后的疊合件15放到一對(duì)安置在壓機(jī)中的模子16和17中(見(jiàn)圖9)，再對(duì)其加熱到聚脂樹(shù)脂的聚合溫度，此間仍始終加壓(見(jiàn)圖9中箭頭F所示方向)。
然后，從模子中取出上述疊合件15，將其修整、冷卻，再磨光，使獲得可能的最好表面。
然后，將鋁支架2和接頭4連結(jié)到疊合件的兩端。
為此而用的粘合劑可用半導(dǎo)體粘合劑，以避免部分放電問(wèn)題發(fā)生。然后，在如此獲得的懸臂外表面上涂上一層基本的粘合劑，再涂上一層EPDM。
鑒于獲得的撓性，這樣方法制得的裝置比起如用模子拉出的具有恒定橫截面和慣量的裝置更能耐受垂直向負(fù)荷。
如此，按照本發(fā)明加工的這種裝置，當(dāng)其長(zhǎng)L為150厘米，高l為90毫米，厚度e從25毫米縮到20毫米時(shí)，能承受大于240擔(dān)(daN)的垂直向靜負(fù)荷，其縱向撓度大于5毫米/擔(dān)(daN)。
之所以能具有這些機(jī)械性能，是由于該裝置包含有大部分的連續(xù)性縱向纖維10。含有沿與裝置長(zhǎng)度L成+45°和-45°夾角的方向排列的玻璃長(zhǎng)纖維12a和12b的構(gòu)件，使裝置的抗扭性能得以提高，而含有任意方向分布的短玻璃纖維層11使裝置能分散在構(gòu)件和相鄰的長(zhǎng)纖維層中的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，并能在懸臂1上打孔而不會(huì)有分層的危險(xiǎn)。
如遇到裝置用來(lái)承受較小的扭應(yīng)力的情況，就不必采用構(gòu)件9a、9b。
應(yīng)理解的是本發(fā)明并不限于上面剛描述的這些實(shí)施例，只要在本發(fā)明的構(gòu)思框架中，可有許多變化或改進(jìn)方案。
此外，可用如巖石纖維這樣的其他的礦物纖維代替玻璃纖維。
另外，可用熱定型或熱塑性樹(shù)脂代替聚脂樹(shù)脂。
此外，可根據(jù)要求修改懸臂1的尺寸。
還有，懸臂1可與電線(xiàn)桿成一傾斜角度，而不成垂直狀。
此外，在制造裝置的工藝中，可不采用先將預(yù)先經(jīng)浸漬處理的纖維帶切割成裝置的L和l尺寸后再將這些帶段一個(gè)疊一個(gè)的方法，而采用如下一種工藝將一具有裝置長(zhǎng)L尺寸的、具有一連續(xù)性纖維層和一預(yù)先浸漬過(guò)樹(shù)脂的短纖維層的薄片卷起來(lái)，以便做成一包含最大寬度為l并相互結(jié)合起來(lái)的帶子的平整的螺線(xiàn)管，這樣，就可做出包含有依次排列的連續(xù)性纖維層和短纖維層的疊合件。
為了使厚度規(guī)則地減小，可在螺線(xiàn)管的各層之間插進(jìn)長(zhǎng)度不同的帶，如圖8所示的短纖維層(13a、13b、13c)。
權(quán)利要求
1.用于吊裝電線(xiàn)(6)的電線(xiàn)桿(3)的絕緣裝置構(gòu)成一撓性懸臂(1)，其包括將其一端連結(jié)到電線(xiàn)桿(3)上的裝置(2)及將其另一端連接電線(xiàn)(6)使電線(xiàn)基本上沿垂直于懸臂方向延伸的裝置(4，5)。懸臂(1)具有一矩形橫截面，該截面中在垂直于電線(xiàn)(6)的平面內(nèi)測(cè)得的高(l)大于該截面中沿平行于電線(xiàn)(6)的方向測(cè)得的厚(e)，該截面的厚(e)從將懸臂(1)連結(jié)到電線(xiàn)桿(3)上的構(gòu)件(2)向?qū)冶圻B接電線(xiàn)(6)用的構(gòu)件(4)有規(guī)則地縮?。辉摻孛娴母?l)是恒定的。懸臂(1)在其厚度方向上有一系列依次排列的、含有沿懸臂的長(zhǎng)度(L)方向伸展的連續(xù)性礦物纖維(10)的敷層(7a、7b、7c、7d)，在每?jī)蓪由鲜龇髮又袏A有一層含有任意方向分布的短礦物纖維(11)的敷層(8a、8b、8c、8d)，這些纖維和敷層用合成樹(shù)脂連結(jié)在一起。
2.按權(quán)利要求1的裝置，在懸臂(1)的每一側(cè)，在第一短纖維層和下一個(gè)連續(xù)性纖維層之間，有一層礦物纖維構(gòu)件(9a、9b)。
3.按權(quán)利要求1的裝置，其中連續(xù)性纖維部分(10)大于短纖維部分(11)。
4.按權(quán)利要求3的裝置，其中連續(xù)性纖維部分比短纖維部分好。
5.按權(quán)利要求1的裝置，其中纖維(10，11)的量占總物質(zhì)量的50～60%。
6.按權(quán)利要求1的裝置，其所用的合成樹(shù)脂是聚脂樹(shù)脂。
7.按權(quán)利要求2的裝置，其中構(gòu)件(9a，9b)有第一系列平行長(zhǎng)纖維(12a)和第二系列平行長(zhǎng)纖維(12b)。第一系列長(zhǎng)纖維方向與懸臂(1)的長(zhǎng)度(L)方向成+45°夾角，而第二系列長(zhǎng)纖維方向與長(zhǎng)度(L)方向成-45°夾角。
8.按權(quán)利要求1的裝置，其有一定層數(shù)的短纖維(11)和與這些層隔開(kāi)的一連續(xù)纖維層(10)，用于隔離的是一層僅僅占從與電線(xiàn)桿連續(xù)的裝置(2)起的懸臂(1)的長(zhǎng)度(L)的一部分的短纖維(13a、13b、13c)或一層連續(xù)性纖維。短纖維層(13a、13b、13c)或連續(xù)性纖維層的長(zhǎng)度從懸臂厚度的外端向中央位置(N)逐漸縮短，致使厚度有規(guī)則地縮小。
9.按權(quán)利要求1的裝置，其中懸臂(1)的外表面上要涂一層能耐受電弧、惡劣氣候和紫外線(xiàn)的彈性體涂層(14)。
10.按權(quán)利要求8的裝置，所用的涂層(14)是乙烯-丙烯-二烯-亞甲基共聚物。
11.制造用于吊裝電線(xiàn)(6)的電線(xiàn)桿(3)上的絕緣裝置的工藝有下列幾步將包含有一連續(xù)性纖維層(7a、7b、7c、7d)和一預(yù)先浸飽聚脂樹(shù)脂的、按任意方向分布的短纖維層(8a、8b、8c、8d)做成帶子，該帶子還可能包括有沿與帶長(zhǎng)(L)方向成±45°夾角的方向分布的纖維材料(9a、9b)。將每根上述帶子切割成如裝置所需的長(zhǎng)度(L)和寬度(l)要求的帶段。按照所要求的布局，將這些帶段疊合起來(lái)。將疊合件(15)放于一低于聚脂樹(shù)脂聚合溫度的溫度中預(yù)熱。將疊合件(15)放到模子(16)中，并施加壓力以使這疊合件成形。
12.按權(quán)利要求11的工藝，將疊合件(15)放入高頻預(yù)熱爐中，在70℃中預(yù)熱。
13.制造用于吊裝電線(xiàn)的電線(xiàn)桿上的絕緣裝置的工藝，也可用一具有裝置長(zhǎng)L的一連續(xù)性纖維層和一預(yù)先浸漬樹(shù)脂的短纖維層的薄片，將此薄片卷起來(lái)，以形成一平整的用帶子相互結(jié)合起來(lái)的螺線(xiàn)管，這樣，就按連續(xù)性纖維層和短纖維層的依次排列關(guān)系疊合起來(lái)了。為了獲得不斷減小的厚度，可在兩層螺旋層中插進(jìn)包含有短纖維(13a，13b，13c)或連續(xù)性纖維的不同長(zhǎng)度的敷層。
全文摘要
絕緣裝置包括一撓性懸臂，在懸臂的一端有一將其連結(jié)到電線(xiàn)桿上用的構(gòu)件，在另一端有一將沿垂直于懸臂的方向伸展的電線(xiàn)吊裝在懸臂上用的構(gòu)件。懸臂的厚度從連結(jié)到電線(xiàn)桿上的裝置處向連結(jié)電線(xiàn)的裝置處有規(guī)則地縮小，而懸臂橫截面的高度則是恒定的。懸臂在其厚度方向上有一系列沿著懸臂長(zhǎng)度方向伸展的連續(xù)性礦物纖維層，并且在每?jī)蓪永w維層中隔有任意方向分布的短礦物纖維層。這些敷層用合成樹(shù)脂結(jié)合起來(lái)。在懸臂的兩側(cè)，在第一層短纖維和下一層連續(xù)性纖維之間，插入一層礦物纖維構(gòu)件。
文檔編號(hào)E04H12/02GK1037009SQ88101558
公開(kāi)日1989年11月8日 申請(qǐng)日期1988年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1987年3月20日
發(fā)明者泰龍?zhí)亍っ仔獱?申請(qǐng)人:卡奧爾電器開(kāi)關(guān)制造公司