CN108461233A - 一种高强度复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度复合绝缘子及其制备方法，它包括圆柱形芯棒和设在芯棒外面的伞裙；所述伞裙大、小交替分布；所述伞裙的下面设有滴水槽；所述芯棒的外面设有多圈环形槽；所述芯棒的上下两端的中间分别设有螺纹槽，螺纹槽内分别设有对应的上螺杆和下螺杆；所述下螺杆的下面设有两个相对分布的套环；所述套环的下面分别设有压紧块，两个压紧块平行相对，中间留有缝隙，通过螺栓连接固定；所述套环内分别设有凸起。本发明结构合理，改良后的芯棒强度大幅提高，绝缘效果达到使用要求，并且芯棒与伞裙连接紧密，套环与输电线连接牢固，有效的解决了现有技术的复合绝缘子存在强度低和使用寿命较短的技术问题。

Description

一种高强度复合绝缘子

技术领域

本发明属于电力用具技术领域，具体涉及一种高强度复合绝缘子。

背景技术

复合绝缘子主要用于铁塔与高压线路连接，绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地。

目前，复合绝缘子主要由绝缘伞裙和芯棒组成，芯棒具有绝缘和支撑作用；伞裙具有绝缘和防雨雪的作用，二者结合到达使用目的。但是现有技术中的芯棒采用玻璃钢或者树脂制作，两端通过螺杆分别与高压线路和铁塔连接。芯棒支撑着输电线路，输电线路在风力作用下会来回摆动，导致芯棒受到扭力，时间久了，芯棒与螺杆接头处容易开裂，并且芯棒外侧的伞裙容易与芯棒发生分离，导致使用寿命较短。绝缘子与输电线路连接不牢固，输电线路容易在绝缘子的连接扣内滑动，使用起来十分不方便。

绝缘子芯棒一般是由玻璃钢或者树脂材料制备而得，绝缘性能好，耐腐蚀，但是普通芯棒在耐高温以及力学性能方面有所欠缺，曾在线路运行中由于各种原因造成了脆断等恶性事故。改善芯棒的性能也是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的复合绝缘子存在强度低和使用寿命较短的技术问题，提供一种高强度复合绝缘子，以解决现有技术的不足。

本发明还提供了一种芯棒。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度复合绝缘子及其制备方法，它包括圆柱形芯棒和设在芯棒外面的伞裙；所述伞裙大、小交替分布；所述伞裙的下面设有滴水槽；所述芯棒的外面设有多圈环形槽；所述芯棒的上下两端的中间分别设有螺纹槽，螺纹槽内分别设有对应的上螺杆和下螺杆；所述下螺杆的下面设有两个相对分布的套环；所述套环的下面分别设有压紧块，两个压紧块平行相对，中间留有缝隙，通过螺栓连接固定；所述套环内分别设有凸起。

进一步的，所述上螺杆的上面设有“U”型支架板；所述支架板的上面分别设有连接板；所述连接板设有与铁塔横担连接的螺栓孔。

进一步的，所述套环内分别设有多个凸起，错位分布；所述凸起与套环铸造一体。

本发明还涉及对芯棒材料的改进，具体地，所述芯棒按照如下工艺制备而得：

步骤1）将凹凸棒土研磨至粒径为300目以上，然后与纳米硅胶粉、纳米碳化硅按照2:1:1的质量比混合均匀，得到无机材料改性剂；

步骤2）将无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯依次投入到离心机中，2000rpm离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，冷却造粒，制得改性树脂颗粒；

步骤3）将邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入顺丁烯二酸酐和玻璃纤维，继续搅拌升温至120℃，保温5min，得到助剂；

步骤4）将改性树脂颗粒和助剂投入到捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，脱模后置于 100℃保温3-5h，即得。

优选地，

所述步骤2）中，无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯的质量比为20:100:10:7:2。

优选地，

所述步骤3）中，邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、玻璃纤维的质量比为3:2:2。

优选地，

所述步骤4）中，改性树脂颗粒和助剂的质量比为5:1。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：

本发明结构合理，改良后的芯棒强度大幅提高，绝缘效果达到使用要求，并且芯棒与伞裙连接紧密，套环与输电线连接牢固，有效的解决了现有技术的复合绝缘子存在强度低和使用寿命较短的技术问题。本发明还对芯棒材料进行了改进；聚丙烯树脂聚丙烯密度较小，机械性能良好，耐热性能良好，化学稳定性好，但是易老化，低温时变脆，低温冲击强度差，需要通过加入添加剂来改进；本发明通过添加不同粒径的无机改性材料，可以提高与有机树脂的结合强度，能够提高力学性能和耐高温性能；聚酰亚胺耐高温可达到400℃以上，具备高绝缘性能，并且耐磨损，可以改善树脂的性能；玻璃纤维可以提高树脂材料的耐腐蚀性能以及力学性能；本发明通过对芯棒材料进行改进，提高了冲击强度、弯曲强度以及断裂伸长率强度等力学性能，还具备较好的耐高温防火性能，杜绝了安全隐患，保障了安全。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的右视示意图

图3是本发明安装结构示意图。

图中1、支架板 2、上螺杆 3、伞裙 4、芯棒 5、滴水槽 6、连接板 7、环形槽8、下螺杆 9、套环 10、凸起 11、螺纹槽 12、螺栓 13、压紧块 14、铁塔横担 15、输电线路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，在本发明的描述中，下文所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

根据图1和图2，一种高强度复合绝缘子及其制备方法，它包括圆柱形芯棒4和设在芯棒外面的伞裙3；所述伞裙大、小交替分布；所述伞裙的下面设有滴水槽5；所述芯棒的外面设有多圈环形槽7；所述芯棒的上下两端的中间分别设有螺纹槽11，螺纹槽内分别设有对应的上螺杆2和下螺杆8；所述下螺杆的下面设有两个相对分布的套环7；所述套环的下面分别设有压紧块13，两个压紧块平行相对，中间留有缝隙，通过螺栓12连接固定；所述套环7内分别设有凸起10。

所述套环其中一个与下螺杆固定连接，另一个套环与下螺杆通过转轴转动连接；便于线路在套环内取放。

所述上螺杆2的上面设有“U”型支架板1；所述支架板的上面分别设有连接板6；所述连接板设有与铁塔横担14连接的螺栓孔。

绝缘子与铁塔横担之间通过两块连接板设有两个连接点，两个连接点组成的直线与输电线路15平行，输电线路对绝缘子施加压力的时候，绝缘子将力传递到铁塔横担的两个点上，减少局部受力结构更加坚固。

所述套环内分别设有多个凸起，错位分布；所述凸起与套环铸造一体。

本发明结构合理，改良后的芯棒强度提高30%以上，绝缘效果达到使用要求，并且芯棒与伞裙连接紧密，套环与输电线连接牢固，有效的解决了现有技术的复合绝缘子存在强度低和使用寿命较短的技术问题。

实施例2

一种用于绝缘子的芯棒，其按照如下工艺制备而得：

将凹凸棒土研磨至粒径为300目，然后与纳米硅胶粉、纳米碳化硅按照2:1:1的质量比混合均匀，得到无机材料改性剂；

将无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯按照20:100:10:7:2的质量比依次投入到离心机中，2000rpm离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，冷却造粒，制得改性树脂颗粒；

将邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入顺丁烯二酸酐和玻璃纤维，继续搅拌升温至120℃，保温5min，得到助剂；所述邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、玻璃纤维的质量比为3:2:2；

将改性树脂颗粒和助剂按照质量比5:1投入到捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，脱模后置于100℃保温处理5h，即得。

对比例1

一种用于绝缘子的芯棒，其按照如下工艺制备而得：

聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯按照100:10:7:2的质量比依次投入到离心机中，2000rpm离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，冷却造粒，制得改性树脂颗粒；

将邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入顺丁烯二酸酐和玻璃纤维，继续搅拌升温至120℃，保温5min，得到助剂；所述邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、玻璃纤维的质量比为3:2:2；

将改性树脂颗粒和助剂按照质量比5:1投入到捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，脱模后置于100℃保温处理5h，即得。

对比例2

一种用于绝缘子的芯棒，其按照如下工艺制备而得：

将凹凸棒土研磨至粒径为300目，然后与纳米硅胶粉、纳米碳化硅按照2:1:1的质量比混合均匀，得到无机材料改性剂；

将无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂以及戊二酸二乙酯按照20:100:10:2的质量比依次投入到离心机中，2000rpm离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，冷却造粒，制得改性树脂颗粒；

将邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入顺丁烯二酸酐和玻璃纤维，继续搅拌升温至120℃，保温5min，得到助剂；所述邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、玻璃纤维的质量比为3:2:2；

将改性树脂颗粒和助剂按照质量比5:1投入到捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，脱模后置于100℃保温处理5h，即得。

实施例3

本发明实施例2和对比例1-2制备的芯棒性能测试，具体见表1：

标1

组别	冲击强度KJ/cm－2	弯曲强度Mpa	断裂伸长率％	氧指数％	热变形温度℃
						实施例2	18.1	147	298	33	312
对比例1	12.3	109	347	21	228
						对比例2	16.7	135	275	30	269

如上表1所示，本发明制备的芯棒材料通过添加多种无机材料以及有机材料对聚丙烯树脂进行改性，提高了冲击强度、弯曲强度等力学性能，还具备较好的耐高温防火性能，杜绝了安全隐患，保障了生产安全；通过比较发现，大部分性能均明显优于对比例1-2；尽管断裂伸长率较对比例1有所降低，但是其已经完全满足了绝缘子的需求。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高强度复合绝缘子，它包括圆柱形芯棒和设在芯棒外面的伞裙；所述伞裙大、小交替分布；所述伞裙的下面设有滴水槽；其特征是，所述芯棒的外面设有多圈环形槽；所述芯棒的上下两端的中间分别设有螺纹槽，螺纹槽内分别设有对应的上螺杆和下螺杆；所述下螺杆的下面设有两个相对分布的套环；所述套环的下面分别设有压紧块，两个压紧块平行相对，中间留有缝隙，通过螺栓连接固定；所述套环内分别设有凸起。

2.根据权利要求1所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述上螺杆的上面设有“U”型支架板；所述支架板的上面分别设有连接板；所述连接板设有与铁塔横担连接的螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述套环内分别设有多个凸起，错位分布；所述凸起与套环铸造一体。

4.根据权利要求1-3所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述芯棒按照如下工艺制备而得：

步骤1）将凹凸棒土研磨至粒径为300目以上，然后与纳米硅胶粉、纳米碳化硅按照2:1:1的质量比混合均匀，得到无机材料改性剂；

步骤2）将无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯依次投入到离心机中，2000rpm离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，冷却造粒，制得改性树脂颗粒；

步骤3）将邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入顺丁烯二酸酐和玻璃纤维，继续搅拌升温至120℃，保温5min，得到助剂；

步骤4）将改性树脂颗粒和助剂投入到捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，脱模后置于 100℃保温3-5h，即得。

5.根据权利要求4所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述步骤2）中，无机材料改性剂、聚丙烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺以及戊二酸二乙酯的质量比为20:100:10:7:2。

6.根据权利要求4所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述步骤3）中，邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、玻璃纤维的质量比为3:2:2。

7.根据权利要求4所述的一种高强度复合绝缘子，其特征是：所述步骤4）中，改性树脂颗粒和助剂的质量比为5:1。