專利名稱：750kV線路更換絕緣子碳纖維卡具及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對高壓輸電線路上能帶電更換絕緣子的工具，特別是 一種750kV更換絕緣子復(fù)合鋼卡具。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，新建的750kV超高壓輸變電設(shè)備上大 量使用了大噸位絕緣子，以往傳統(tǒng)的卡具難以更換該大噸位絕緣子。由于750kV超高壓輸 電線路投運時間不長，高壓輸電線路上存在的絕緣子缺陷相對較少，但隨著線路運行時間 的加長，絕緣子老化、破損、絕緣性能減退等問題會逐步增多，原有各種更換絕緣子的卡具 將無法及時地處理該類問題。電力生產(chǎn)中現(xiàn)有各種型式的閉式卡具只能實現(xiàn)對330kV及以 下絕緣子的更換，而個別能夠應(yīng)用在750kV電力設(shè)備檢修中的卡具，由于其重量大、操作困 難等原因，生產(chǎn)效率非常低下，不能滿足現(xiàn)有超高壓設(shè)備檢修工作的需要，嚴(yán)重制約和影響 了目前投運750千伏超高壓輸變電設(shè)備維護(hù)檢修等工作的正常開展；并且，由于原輸電線 路所用的絕緣子卡具只能從單面打開安裝更換絕緣子，因而施工人員操作受到制約。為了保證發(fā)、供電企業(yè)高壓輸變電設(shè)備檢修、維護(hù)工作的順利進(jìn)行，保障工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)及國民經(jīng)濟各部門用電的可靠性與連續(xù)性，及時消除超高壓輸變電設(shè)備中絕緣子存在的 缺陷，急需研制750kV更換絕緣子復(fù)合鋼卡具，解決750kV超高壓輸電線路的絕緣子更換問 題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，操作方便， 使用靈活，安全的750kV線路更換絕緣子碳纖維卡具。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采取技術(shù)方案如下一種750kV線路更換絕緣子碳纖維 卡具，包括結(jié)構(gòu)相同的前、后卡具主體，與前、后卡具主體連接的兩個液壓系統(tǒng)，前、后卡具 主體分別包括上、下卡具；其特征在于前、后卡具主體分別設(shè)有兩個上耳板、兩個下耳環(huán) 與兩個開門銷釘；上卡具的兩側(cè)翼固定在上耳板內(nèi)端，下卡具的兩側(cè)翼固定在下耳環(huán)；開 門銷釘將上耳板與下耳環(huán)活動式連接。本發(fā)明的上、下卡具用碳纖維復(fù)合材料制作，上耳板、下耳環(huán)與開門銷釘用鈦合金 材料制作，上卡具的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層固定在上耳板內(nèi)端，下卡具的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂 層固定在下耳環(huán)。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種碳纖維卡具的制作方法。一種碳纖維卡具的制作方法，其特征在于采用航天用碳釬維材料制作卡具前、后 卡主體，包括如下步驟A、在一層碳纖維單向預(yù)浸布上面鋪設(shè)一層碳纖維雙向預(yù)浸布，在溫度為140°C的 真空熱壓罐中進(jìn)行固化，固化壓力IMpa，時間5小時，制作成厚度為0. 2mm的碳纖維復(fù)合材 料；B、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凹模模具或下卡具凹模模具；C、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凸模模具或下卡具凸模模具；D、按照多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂芳香胺樹脂為1 1的比例混合均勻配制粘接劑；E、向上卡具凹模模具內(nèi)涂刷脫模膠，將一層碳纖維復(fù)合材料鋪在上卡具凹模模具 內(nèi)，在碳纖維復(fù)合材料上面涂刷粘接劑，再碳纖維復(fù)合材料鋪在粘接劑上面；使用機械加工方法用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料；而后，按涂刷粘接劑、鋪 碳纖維復(fù)合材料和用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料的次序往 復(fù)逐層粘壓，直至制作成碳纖維復(fù)合材料上卡具；按同樣方式制作成碳纖維復(fù)合材料下卡具；F、用機械加工方式制作鈦合金材料的上耳板與下耳環(huán)；G、用粘接劑將上耳板粘接固定在碳纖維復(fù)合材料上卡具的兩側(cè)翼，用粘接劑將下 耳環(huán)粘接固定在碳纖維復(fù)合材料下卡具的兩側(cè)翼。采用碳釬維材料逐層粘壓形成一個整體的上、下卡具翼形主體，粘壓要求緊密，抗 拉強度達(dá)到技術(shù)要求，碳釬維材料在粘壓過程中不能有斷裂現(xiàn)象。粘接固定有上耳板的碳纖維復(fù)合材料上卡具和粘接固定有下耳板的碳纖維復(fù)合 材料下卡具，其拉伸破壞負(fù)荷不小于250kN，出廠試驗負(fù)荷150kN，使用拉伸負(fù)荷不超過 100kN。碳纖維卡具的總重量不超過8公斤。由于上、下卡具用碳纖維復(fù)合材料制作，上、下卡具的重量大大降低，因而，本發(fā)明 提供的750kV線路更換絕緣子碳纖維卡具的重量大大降低，施工人員手持本發(fā)明高空作業(yè) 特別方便。另外，由于上卡具的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層固定在上耳板內(nèi)端，下卡具的兩側(cè)翼經(jīng) 粘結(jié)樹脂層固定在下耳環(huán)，開門銷釘將上耳板與下耳環(huán)活動式連接，即上、下卡具的兩側(cè)翼 都是經(jīng)開門銷釘活動式連接的，上、下卡具的兩側(cè)翼均是可開啟的，而原輸電線路所用的卡 具只能從單側(cè)打開安裝更換絕緣子。本發(fā)明這種前、后卡可以兩側(cè)開門的獨特結(jié)構(gòu)形式，能 根據(jù)現(xiàn)場施工需要，開啟任意一側(cè)卡安裝更換絕緣子，為施工人員操作提供了方便，同時， 碳纖維復(fù)合材料制作的卡具能夠?qū)崿F(xiàn)與所更換的絕緣子更加緊密地結(jié)合，受力更加均勻。本發(fā)明是根據(jù)新建750kV輸變電設(shè)備量身打造，并依據(jù)750kV輸變電設(shè)備中選用 的絕緣子型號、噸位和現(xiàn)場施工等實際情況研制的超高壓輸變電設(shè)備檢修專用工具。本發(fā)明將填補超高壓電力生產(chǎn)工器具的空白。適用于電力企業(yè)750kV超高壓輸變 電設(shè)備的施工、檢修與維護(hù)。施工檢修工作人員運用該卡具，能夠?qū)崿F(xiàn)對750kV超高壓輸變 電設(shè)備中大噸位絕緣子的更換，便于及時消除750kV高壓輸變電設(shè)備中絕緣子中存在的缺 陷，提高了 750kV輸電線路檢修工作的效率，降低更換絕緣子的復(fù)雜程度，減輕工作人員的 勞動強度，為電力生產(chǎn)提供了安全、輕便、靈活的工器具，可以降低各輸電、基建施工單位的 生產(chǎn)成本。特別是由于本發(fā)明卡具的輕便性、操作簡便性、安全可靠性，將會為進(jìn)一步在其 它電壓等級中的推廣和應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A剖示圖，圖3是圖1中B-B剖示圖，圖4是卡具主體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-后卡具主體，2-下耳環(huán)，3-開門銷釘，4-上耳板，5-液壓系統(tǒng)，6_調(diào)節(jié)絲 杠，7-后卡具主體，8-粘結(jié)樹脂層，9-上卡具，10-下卡具，11-移動桿。
具體實施方式
產(chǎn)品實施例如圖1所示一種750kV線路更換絕緣子碳纖維卡具， 包括結(jié)構(gòu)相同的前卡具主體7、后卡具主體1，與前卡具主體7和后卡具主體1連接的兩個 液壓系統(tǒng)5，前卡具主體7與后卡具主體1分別包括上卡具9、下卡具10 ；參見圖4，前卡具 主體7和后卡具主體1分別設(shè)有兩個上耳板4、兩個下耳環(huán)2與兩個開門銷釘3 ；上卡具9
4的兩側(cè)翼固定在上耳板4內(nèi)端，下卡具10的兩側(cè)翼固定在下耳環(huán)2 ；開門銷釘3將上耳板4 與下耳環(huán)2活動式連接。參見圖2與圖3 本發(fā)明的上卡具9與下卡具10用碳纖維復(fù)合材料制作；上耳板 4、下耳環(huán)2與開門銷釘3用鈦合金材料制作；上卡具9的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層8固定在上 耳板4內(nèi)端，下卡具10的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層8固定在下耳環(huán)2，使上、下卡具的重量大大 降低。作為本發(fā)明的完善，參見圖1 卡具的受力絲杠的液壓系統(tǒng)5的移動桿11上裝有 調(diào)節(jié)絲杠6，將卡具受力絲杠由現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)，更改為液壓系統(tǒng)與普通絲杠相結(jié)合，便于 在卡具使用過程中更方便地進(jìn)行余度調(diào)節(jié)，使檢修人員在更換不同絕緣子串上的絕緣子時 操作方便，減小工作強度。方法實施例按如下步驟采用航天用碳釬維材料制作卡具前、后卡 主體A、在一層碳纖維單向預(yù)浸布上面鋪設(shè)一層碳纖維雙向預(yù)浸布，在溫度為140°C的 真空熱壓罐進(jìn)行固化，固化壓力IMpa，時間5小時，制作成厚度為0. 2mm的碳纖維復(fù)合材 料；B、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凹模模具或下卡具凹模模具；C、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凸模模具或下卡具凸模模具；D、按照多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂芳香胺樹脂為1 1的比例混合均勻配制粘接劑；E、向上卡具凹模模具內(nèi)涂刷脫模膠，將一層碳纖維復(fù)合材料鋪在上卡具凹模模具 內(nèi)，在碳纖維復(fù)合材料上面涂刷粘接劑，再碳纖維復(fù)合材料鋪在粘接劑上面；使用機械加工 方法用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料；而后，按涂刷粘接劑、鋪 碳纖維復(fù)合材料和用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料的次序往 復(fù)逐層粘壓，直至制作成碳纖維復(fù)合材料上卡具；按同樣方式制作成碳纖維復(fù)合材料下卡具；F、用機械加工方式制作鈦合金材料的上耳板與下耳環(huán)；G、用粘接劑將上耳板粘接固定在碳纖維復(fù)合材料上卡具的兩側(cè)翼，用粘接劑將下 耳環(huán)粘接固定在碳纖維復(fù)合材料下卡具的兩側(cè)翼。
權(quán)利要求
1.一種750kV更換絕緣子復(fù)合鋼卡具，包括結(jié)構(gòu)相同的前卡具主體、后卡具主體，與 前卡具主體和后卡具主體連接的兩個液壓系統(tǒng)，前卡具主體與后卡具主體分別包括上卡 具、下卡具；其特征在于所述前卡具主體(7)和所述后卡具主體(1)分別設(shè)有兩個上耳板 G)、兩個下耳環(huán)(2)與兩個開門銷釘(3)；所述上卡具(9)的兩側(cè)翼固定在所述上耳板(4) 內(nèi)端，所述下卡具(10)的兩側(cè)翼固定在所述下耳環(huán)O)；所述開門銷釘(3)將所述上耳板 (4)與所述下耳環(huán)( 活動式連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種750kV更換絕緣子復(fù)合鋼卡具，其特征在于所述上卡具 (9)與所述下卡具(10)用碳纖維復(fù)合材料制作；所述上耳板G)、所述下耳環(huán)( 與所述開 門銷釘(3)用鈦合金材料制作；所述上卡具(9)的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層(8)固定在所述上 耳板內(nèi)端，所述下卡具(10)的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層(8)固定在所述下耳環(huán)O)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種750kV更換絕緣子復(fù)合鋼卡具，其特征在于所述液 壓系統(tǒng)(5)的移動桿(11)上裝有調(diào)節(jié)絲杠(6)。
4.一種碳纖維卡具的制作方法，其特征在于采用航天用碳釬維材料制作卡具前、后卡 主體，包括如下步驟A、在一層碳纖維單向預(yù)浸布上面鋪設(shè)一層碳纖維雙向預(yù)浸布，在溫度為140°C的真空 熱壓罐進(jìn)行固化，固化壓力IMpa，時間5小時，制作成厚度為0. 2mm的碳纖維復(fù)合材料；B、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凹模模具或下卡具凹模模具；C、按照上卡具的形狀或下卡具的形狀，制備上卡具凸模模具或下卡具凸模模具；D、按照多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂芳香胺樹脂為1 1的比例混合均勻配制粘接劑；E、向上卡具凹模模具內(nèi)涂刷脫模膠，將一層碳纖維復(fù)合材料鋪在上卡具凹模模具內(nèi)， 在碳纖維復(fù)合材料上面涂刷粘接劑，再碳纖維復(fù)合材料鋪在粘接劑上面；使用機械加工方 法用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料；而后，按涂刷粘接劑、鋪碳 纖維復(fù)合材料和用上卡具凸模模具沖壓上卡具凹模模具內(nèi)的碳纖維復(fù)合材料的次序往復(fù) 逐層粘壓，直至制作成碳纖維復(fù)合材料上卡具；按同樣方式制作成碳纖維復(fù)合材料下卡具；F、用機械加工方式制作鈦合金材料的上耳板與下耳環(huán)；G、用粘接劑將上耳板粘接固定在碳纖維復(fù)合材料上卡具的兩側(cè)翼，用粘接劑將下耳環(huán) 粘接固定在碳纖維復(fù)合材料下卡具的兩側(cè)翼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對高壓輸變電線路上能帶電更換絕緣子的工具，特別是一種750kV線路更換絕緣子碳纖維卡具；它包括結(jié)構(gòu)相同的前、后卡具主體，與前、后卡具主體連接的兩個液壓系統(tǒng)，前、后卡具主體分別包括上、下卡具；前、后卡具主體分別設(shè)有兩個上耳板、兩個下耳環(huán)與兩個開門銷釘；上卡具的兩側(cè)翼固定在上耳板內(nèi)端，下卡具的兩側(cè)翼固定在下耳環(huán)；開門銷釘將上耳板與下耳環(huán)活動式連接。上、下卡具用碳纖維復(fù)合材料制作，上耳板、下耳環(huán)與開門銷釘用鈦合金材料制作，上卡具的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層固定在上耳板內(nèi)端，下卡具的兩側(cè)翼經(jīng)粘結(jié)樹脂層固定在下耳環(huán)。本發(fā)明還涉及碳纖維卡具的制作方法。本發(fā)明卡具重量大大降低，降低了更換絕緣子的復(fù)雜程度。
文檔編號H02G1/02GK102064490SQ200910226330
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者張宏軍, 張翠英, 李櫟, 焦小強, 翟耀乾, 苗利敏 申請人:甘肅省電力公司蘭州超高壓輸變電公司