專利名稱：一種復合柔性絕緣子、制造方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復合柔性絕緣子、制造方法及其應(yīng)用，屬于電力系統(tǒng)架空輸電 線路的絕緣子技術(shù)和復合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)架空輸電線路的絕緣子已從瓷、玻璃材料走向復合材料時代，普通的 線路復合絕緣子為棒形剛性結(jié)構(gòu)，中心為剛性的玻璃纖維增強樹脂芯棒，外部包裹硅橡 膠傘裙和護套。一般情況下，這種剛性復合絕緣子用作懸垂絕緣子，能夠發(fā)揮其最大優(yōu) 勢——即承受拉力，經(jīng)過長期和大批量的應(yīng)用，剛性復合絕緣子用作懸垂絕緣子被證明 是成功的、安全的。
當這種棒形剛性結(jié)構(gòu)的復合絕緣子用于架空輸電線路的耐張絕緣子、V串絕緣 子和防止線路舞動的相間間隔棒時是存在嚴重缺陷、可靠性差和安全隱患的。
耐張絕緣子需要承受更大的拉力，還要抵御風力作用及其它振動等的扭力和沖 擊，在局部使用棒形剛性結(jié)構(gòu)的復合絕緣子后屢次發(fā)生斷串事故，因此，至今耐張絕緣 子仍然是選用瓷和玻璃絕緣子。當棒形剛性結(jié)構(gòu)的復合絕緣子用于線路的V串絕緣子 時，由于風力的作用，絕緣子長期處于拉力和壓力的交替應(yīng)力下，剛性芯棒難以承受而 發(fā)生疲勞斷裂或端頭連接件損壞引發(fā)電力事故。同樣的情況是棒形剛性結(jié)構(gòu)的復合相間 間隔棒，也由于線路舞動長期承受拉力、壓力和扭力的交替應(yīng)力，時常造成疲勞斷裂。
復合絕緣子是指至少由兩種絕緣件組成芯棒和外套構(gòu)成，并帶有金屬附件。 常規(guī)的棒形復合絕緣子是以玻璃鋼硬芯為骨架，外部用硅橡膠作為護套和傘裙，人工組 裝制造而成。這類復合絕緣子都是剛性結(jié)構(gòu)的，抗彎和抗扭能力差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種復合柔性絕緣子、制造方法 及其應(yīng)用，它結(jié)構(gòu)柔軟、機械強度高，抗拉，抗扭，不受壓，可任意彎曲，電氣絕緣性 好，耐環(huán)境老化，質(zhì)量輕，可以滿足電力系統(tǒng)架空輸電線路的絕緣設(shè)備需要。
本發(fā)明實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是
一種復合柔性絕緣子，它包括柔性軸、傘裙、均壓環(huán)和連接接口，所述柔性軸 包括芯體和護套，護套包裹在芯體外，芯體為拉伸機械負荷的承受體，護套隔絕芯體與 復合柔性絕緣子所使用環(huán)境的接觸，保護芯體不受紫外線、臭氧、酸雨等的侵蝕，提高 復合柔性絕緣子的耐候性能；所述的護套外均布傘裙；所述的芯體的兩端分別固定均壓 環(huán)和連接接口。
所述的芯體的材料為高強度纖維、基體樹脂或橡膠，高強度纖維包括錦綸、高 強度滌綸、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、玄武巖纖維、聚苯硫醚纖維、熱致液晶纖維 和高強度玻璃纖維中的一種或幾種。
所芯體采用高強度纖維的絲束或纖維絲束的編織體。
所述的基體樹脂或橡膠為酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、高性能環(huán)氧樹脂、聚 酰亞胺樹脂、硅樹脂、硅橡膠、氟硅橡膠、聚氨脂橡膠和乙烯基橡膠中的一種或幾種。
所述傘裙和護套的材料為橡膠基材，以有機橡膠煉制而成，有機橡膠包括硅橡 膠、氟硅橡膠、聚氨脂橡膠和乙烯基橡膠中的一種或幾種。
連接接口由金屬材料制成，與柔性芯體相連接，用于連接外部導線或支撐物。
均壓環(huán)由金屬材料制成，套裝在柔性軸外。
本發(fā)明包括以下步驟
(1)、柔性芯體101成型高強度纖維在乙醇和乙醚1 1 3的混合溶劑中脫 脂，干燥后浸入基體樹脂或橡膠中，在60 180°C下拉擠成型，固化后成為柔性芯體； (2)、傘裙200和護套102的橡膠基材的煉制將100質(zhì)量份的有機橡膠和10 50質(zhì)量 份的氣相法白炭黑加入煉膠機，在20 100°C下常壓煉制1 4h，加入20 100質(zhì)量份 的氧化鋁粉和10 50質(zhì)量份的氧化銻粉，在50 150°C、真空70 90kPa下煉制2 5h,取出，在兩輥機上返煉2 5遍，加入1 5質(zhì)量份的過氧化物過氧化苯甲?；蜻^ 氧化異丙苯等和0.5 5質(zhì)量份的紫外線防老劑2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮即UV-9或 苯并三氮唑即煉勻，得到傘裙200和護套102的橡膠基材；(3)、傘裙與柔性軸 100的一體制作在裝有所述柔性芯體101的注射模壓機中加入所煉制的橡膠基材，注射 模壓使橡膠基材包裹在柔性芯體101外成為護套102和傘裙200，在120 20(TC高溫硫 化成為一體式的柔性芯體101、護套102和傘裙200整體結(jié)構(gòu)；0)、在柔性芯體101的 兩端分別固定連接接口 400和均壓環(huán)300。
所述柔性軸100及傘裙200結(jié)構(gòu)還可以采取下列方法制作a、制作傘裙200 所述傘裙200用煉制的橡膠基材在10 IOOMPa下模壓，經(jīng)100 200°C高溫硫化制成； b、將柔性芯體101置于擠包機中加入所煉制的橡膠基材擠出，在150 250°C的硫化爐中 高溫硫化，使護套102包裹在柔性芯體101外得柔性軸100; C、將傘裙200套固在柔性 軸100夕卜。
本發(fā)明的復合柔性絕緣子可用于高壓架空輸電線路上，通過與外部導線與支撐 物的連接，用作耐張絕緣子、V串絕緣子和防止導線舞動的相間間隔棒。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)柔軟、機械強度高，抗拉，抗扭，不受壓，可任意彎曲，電氣絕緣 性好，耐環(huán)境老化，質(zhì)量輕，可以滿足電力系統(tǒng)架空輸電線路的絕緣設(shè)備需要。其技術(shù) 性能達到機械拉伸強度大于額定負荷的130%以上，介電強度不小于20kV/mm，干工 頻耐受電壓滿足相應(yīng)電壓等級，陡波前沖擊電壓2X25次以上，雷電沖擊耐受電壓不小 于90kV/cm，耐漏電起痕及電蝕損不低于TMA4.5級，卷繞的曲率半徑小于500mm，抗 彎和抗扭超過1000萬次。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1為本發(fā)明復合柔性絕緣子示意圖； 圖2為本發(fā)明復合柔性絕緣子的柔性軸橫截面圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā) 明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
一種復合柔性絕緣子，它包括柔性軸、傘裙、均壓環(huán)和連接接口，所述柔性軸 包括芯體和護套，護套包裹在芯體外，芯體為拉伸機械負荷的承受體，護套隔絕芯體與 復合柔性絕緣子所使用環(huán)境的接觸，保護芯體不受紫外線、臭氧、酸雨等的侵蝕，提高 復合柔性絕緣子的耐候性能；所述的護套外均布傘裙；所述的芯體的兩端分別固定均壓 環(huán)和連接接口。
實例1
以錦綸和玄武巖纖維1 1重量比的混合絲束，在乙醇和乙醚1 1重量比的混 合溶劑中脫脂，經(jīng)102°C、Ih干燥后浸入雙馬來酰亞胺樹脂中，在130 200°C下拉擠成 型，固化后成為柔性芯體101。將硅橡膠和硅氟橡膠1 1的復合物100質(zhì)量份與氣相法 白炭黑40 50質(zhì)量份在60 100°C下混煉1 3h，加50 70質(zhì)量份氧化鋁粉和10 20質(zhì)量份氧化銻粉在100 150°C、真空度80 90kPa下煉制2 3h，取出在兩輥機上 返煉3 4次并加入1 3質(zhì)量份過氧化苯甲酰和1 3質(zhì)量份UV-9紫外線防老劑，煉 勻成為橡膠基材。柔性芯體101在擠包機中加入上述橡膠基材擠出，在150 200°C的硫 化爐中高溫硫化成為外包護套102的柔性軸100。用橡膠基材在20 50MRi下模壓，經(jīng) 120 180°C高溫硫化制成傘裙200。將傘裙200通過穿孔均勻套固在柔性軸100外形成 整體結(jié)構(gòu)。將端部連接接口 400通過壓接的方式連接到柔性軸100的兩端，再將均壓環(huán) 300用螺栓緊固到端頭上，成為完整的復合柔性絕緣子。
通過與外部導線與桿塔的連接，該復合柔性絕緣子作為高壓架空輸電線路上的 耐張絕緣子。
實例2
以芳綸和聚苯硫醚纖維2 1重量比的混合纖維編織物，在乙醇和乙醚1 1重 量比的混合溶劑中脫脂，經(jīng)105°C、Ih干燥后浸入氟硅橡膠中，在100 160°C下拉擠成 型，硫化后成為柔性芯體101。將硅橡膠100質(zhì)量份與氣相法白炭黑30 40質(zhì)量份在 50 80°C下混煉1 池，加60 80質(zhì)量份氧化鋁粉和10 20質(zhì)量份氧化銻粉在100 1300C、真空度80 90kPa下煉制2 池，取出在兩輥機上返煉3 4次并加入2 5質(zhì) 量份過氧化異丙苯和1 3質(zhì)量份紫外線防老劑，煉勻成為膠料。將柔性芯體 101置于模具內(nèi)，所煉制膠料加入膠料倉，開啟注射模壓機，膠料以50 IOOMRi的壓力 注入到模具內(nèi)，形成柔性芯體101周圍包裹護套102和傘裙200，在120 200°C高溫硫 化成為一體式的柔性芯體101、護套102和傘裙200整體結(jié)構(gòu)。將端部連接接口 400通 過纏繞與粘接相結(jié)合的方式連接到柔性軸100的兩端，再將均壓環(huán)300用螺栓緊固到端頭 上，成為完整的復合柔性絕緣子。
通過與外部導線與桿塔的連接，該復合柔性絕緣子作為高壓架空輸電線路上的 V串絕緣子。
實例3
以芳綸纖維絲束，在乙醇和乙醚1 2重量比的混合溶劑中脫脂，經(jīng)105°C、Ih 干燥后浸入有機硅樹脂中，在90 160°C下拉擠成型，固化后成為柔性芯體101。將氟 硅橡膠100質(zhì)量份與氣相法白炭黑40 50質(zhì)量份在80 120°C下混煉1 3h，加50 90質(zhì)量份氧化鋁粉和10 15質(zhì)量份氧化銻粉在90 150°C、真空度80 90kPa下煉制2 3h，取出在兩輥機上返煉3 4次并加入2 3質(zhì)量份過氧化異丙苯和1 2質(zhì)量份 UV-9紫外線防老劑，煉勻成為橡膠基材。柔性芯體101在擠包機中加入所述橡膠基材擠 出，在硫化爐中120 180°C高溫硫化成為外包護套102的柔性軸100。用所述橡膠基材 在30 50MRi下模壓，經(jīng)120 180°C高溫硫化制成傘裙200。將傘裙200通過穿孔套 裝在柔性軸100外形成整體結(jié)構(gòu)。將端部連接接口 400通過捆扎并壓接的方式連接到柔 性軸100的兩端，再將均壓環(huán)300用螺栓緊固到端頭上，成為完整的復合柔性絕緣子。
通過與外部導線與導線間的連接，該復合柔性絕緣子作為高壓架空輸電線路上 防止導線舞動的相間間隔棒。
權(quán)利要求
1.一種復合柔性絕緣子，其特征在于包括柔性軸(100)、傘裙(200)、均壓環(huán) (300)和連接接口(400)，所述柔性軸(100)包括柔性芯體(101)和護套(102)，護套 (102)包裹在柔性芯體(101)外；所述的護套(102)外均布傘裙(200)；所述的柔性芯體(101)的兩端分別固定均壓環(huán)(300)和連接接口(400)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合柔性絕緣子，其特征在于所述柔性芯體(101)的材料 為高強度纖維、基體樹脂或橡膠，高強度纖維包括錦綸、高強度滌綸、芳綸、超高分子 量聚乙烯纖維、玄武巖纖維、聚苯硫醚纖維、熱致液晶纖維和高強度玻璃纖維中的一種 或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合柔性絕緣子，其特征在于所述傘裙(200)和護套(102)的材料為橡膠基材，以有機橡膠煉制而成，有機橡膠包括硅橡膠、氟硅橡膠、聚氨 脂橡膠和乙烯基橡膠中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合柔性絕緣子，其特征在于所述的基體樹脂或橡膠為 酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、高性能環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、硅橡膠、氟 硅橡膠、聚氨脂橡膠和乙烯基橡膠中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合柔性絕緣子，其特征在于所述的芯體為高強度纖維 的絲束或纖維絲束的編織體。
6.—種復合柔性絕緣子的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)、柔性芯體(101)成型高強度纖維在乙醇和乙醚1 1 3的混合溶劑中脫 脂，干燥后浸入基體樹脂或橡膠中，在60 180°C下拉擠成型，固化后成為柔性芯體； (2)、傘裙(200)和護套(102)的橡膠基材的煉制將100質(zhì)量份的有機橡膠和10 50 質(zhì)量份的氣相法白炭黑加入煉膠機，在20 100°C下常壓煉制1 4h，加入20 100質(zhì) 量份的氧化鋁粉和10 50質(zhì)量份的氧化銻粉，在50 150°C、真空70 90KPa下煉制 2 5h，取出，在兩輥機上返煉2 5遍，加入1 5質(zhì)量份的過氧化物過氧化苯甲酰 或過氧化異丙苯和0.5 5質(zhì)量份的紫外線防老劑2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮即UV-9 或苯并三氮唑即UV-326煉勻，得到傘裙(200)和護套(102)的橡膠基材；(3)、傘裙與 柔性軸(100)的一體制作在裝有所述柔性芯體(101)的注射模壓機中加入所煉制的橡 膠基材，注射模壓使橡膠基材包裹在柔性芯體(101)外成為護套(102)和傘裙(200)，在 120 200°C高溫硫化成為一體式的柔性芯體(101)、護套(102)和傘裙(200)整體結(jié)構(gòu)； (4)、在柔性芯體(101)的兩端分別固定連接接口 (400)和均壓環(huán)(300)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述復合柔性絕緣子的制造方法，其特征在于所述柔性軸(100) 及傘裙(200)結(jié)構(gòu)采取下列方法制作a、制作傘裙(200)用所述傘裙(200)的橡膠基 材在10 lOOMPa下模壓，經(jīng)100 200°C高溫硫化成型即得傘裙(200) ； b、將柔性芯 體(101)置于擠包機中加入橡膠材料擠出，在150 250°C的硫化爐中高溫硫化，使護套 (102)包裹在柔性芯體(101)外得柔性軸(100) ； c、將傘裙(200)套固在柔性軸(100) 外。
8.—種復合柔性絕緣子的應(yīng)用，其特征在于用于高壓架空輸電線路上，通過與外 部導線與支撐物的連接，用作耐張絕緣子、V串絕緣子和防止導線舞動的相間間隔棒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合柔性絕緣子、制造方法及其應(yīng)用，一種復合柔性絕緣子，包括柔性軸、傘裙、均壓環(huán)和連接接口，所述柔性軸包括芯體和護套，護套包裹在芯體外，所述的護套外均布傘裙；所述的芯體的兩端分別固定均壓環(huán)和連接接口。包括以下步驟(1)柔性芯體成型；(2)煉制傘裙和護套的橡膠基材；(3)制作柔性軸及傘裙；(4)安裝連接接口和均壓環(huán)。本發(fā)明可用于高壓架空輸電線路上，通過與外部導線與支撐物的連接，作為耐張絕緣子、V串絕緣子和防止導線舞動的相間間隔棒。
文檔編號H01B17/02GK102024533SQ201010177030
公開日2011年4月20日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者古勝利, 宋志強, 宋福如, 游傳榜, 陳原 申請人:河北硅谷化工有限公司