CN109250905A - 220kv高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子及其制造方法，以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：SiO2:57%‑70%；Al2O3:0.5%‑1%；Na2O：1.9%‑3.2%；K2O:9%‑13%；MgO：3%‑8%；CaO：4%‑8%；SrO：2.5%‑7%；Sb2O3:0.8%‑1.2%；ZrO2：4%‑9%。本发明提供了一种220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其玻璃材质硬度高，可以显著降低玻璃绝缘子的自破率，并且体积电阻率高，可以应用于220V以上的高压输电线路当中。

Description

220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃绝缘子，特别是一种220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，属于电力设备技术领域。
背景技术
玻璃绝缘子目前在电力设备领域上得到了广泛的应用，玻璃绝缘子经钢化处理后表层的机械强度高，玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，其老化过程比瓷要缓慢得多，玻璃绝缘子在运行过程中主要由于自损坏而报废，究其原因，玻璃绝缘子的破碎原因主要在于为了提高强度进行钢化处理，使玻璃绝缘子表面压应力与玻璃内的拉应力差值很大，使得玻璃玻璃绝缘子即使受到极其微小的破坏后也会使整体结构造成破坏，使自破率提高，因此，如何提高玻璃本身硬度，降低运输过程及外界风沙对玻璃基质的破坏，对于降低玻璃绝缘子的自破率有极重要的意义。在220KV以上高压输电中，玻璃绝缘子的体积电阻率对线路运行质量及绝缘子本身的寿命均有很大影响。目前玻璃绝缘子常用的材料是钠钙玻璃材料，为降低玻璃熔解温度，以及易于成型的需要，在玻璃制造过程中加入了大量含钠的材料，但高钠玻璃硬度不高，而且由于钠含量过高，玻璃本身的体积电阻率也较低。因此，如何提高玻璃材质的硬度，同时提高玻璃的体积电阻率，是目前亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其玻璃材质硬度高，可以显著降低玻璃绝缘子的自破率，并且体积电阻率高，可以应用于220V以上的高压输电线路当中。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：
SiO2: 57%-70%；Al2O3:0.5%-1%；Na2O：1.9%-3.2%；K2O: 9%-13%；MgO：3%-8%；CaO：4%-8%；SrO：2.5%-7%；Sb2O3: 0.8%-1.2%；ZrO2：4%-9%；进一步的，以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：SiO2: 56%-59%；Al2O3:0.8%-1%；Na2O：1.9%-2.1%；K2O: 10%-12%；MgO：5%-7%；CaO：6%-8%；SrO：4%-6%；Sb2O3: 0.8%-1.2%；ZrO2：5%-8%；进一步的，以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：SiO2:59.5%；Al2O3:1%；Na2O：2%；K2O: 11%；MgO：6%；CaO：7.5%。SrO：5%；。
本发明还提供了一种220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子的制造方法，
第一步：将以质量百分比计，含有SiO2: 56%-59%；Al2O3:0.8%-1%；Na2O：1.9%-2.1%；K2O: 10%-12%；MgO：5%-7%；CaO：6%-8%；SrO：4%-6%；Sb2O3: 0.8%-1.2%的原材料按配比混合均匀制得混合料；
第二步：将第一步制成的混合料投入炉温1590度以上的熔炉中熔制10个小时以上，将熔制成的玻璃液出炉并由压机压制成型；
第三步：将第二步成型后的玻璃绝缘子送入退火炉退火；
第四步：将退火后的玻璃绝缘子送入钢化炉钢化即得220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子成品。
本发明的积极有益技术效果在于：通过采用含钾原材料替代纯碱作为助熔剂，降低玻璃绝缘子内氧化钠的含量，在玻璃材质内引入二阶锶，并且将氧化铝：氧化钠的成份比例限制在0.2：1附近，大幅度提高了玻璃材质的体积电阻率，同时在玻璃内引入氧化锆，在提高玻璃材质硬度的同时，也提高了玻璃绝缘子的电阻率，通过优化玻璃绝缘子的材质成份，使绝缘子本身的电气性能更加优良，使本发明提供的玻璃绝缘子能更加适合应用在220kv及以上的高压线路上，并且本发明提供的玻璃绝缘子材质硬度远高于普通钠钙玻璃的材质硬度，可以避免因风沙或运输过程中造成的细微损伤，降低玻璃绝缘子的自破率，特别适合用于环境恶劣，风沙影响大地区的高压输电线路上。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
如下表为实施例1-4及对比玻璃的成份列表，对比玻璃为目前玻璃绝缘子常用的钠钙玻璃，其中的氧化锑为熔解过程中消除微泡所设，因此各实施例中锑的含量均保持一致：
本实施例中采用石英砂、钾长石、纯碱、白云石、碳酸锶、焦锑酸钠以及锆英粉作为玻璃原材料，各原材料成份见下表：
按照各实施例成份计算得各实施例料方如下，表中数值单位均为克：
按上表中料方将各玻璃材质原材料按配比混合均匀制得混合料，将混合料在炉温为1600度坩埚炉内熔解12小时后将玻璃液注入模具中，脱模后在退火炉中退火，最后将退火后的玻璃绝缘子送入钢化炉进行钢化处理，对所得成品进行测试后的结果见下表：
从上表可以看出，经过降低玻璃中氧化钠，增加氧化锆及氧化锶的含量后，玻璃的体积电阻率提高了两个数量级，抗弯强度增加了一倍，得到性质良好的玻璃绝缘子，并且实施例4在增加氧化钾、碳酸锶及钙镁含量后，玻璃的熔点基本与对比玻璃保持一致，但体积电阻率及抗弯强度均得到大幅提升，得到良好的技术效果。
本发明通过采用含钾原材料替代纯碱作为助熔剂，降低玻璃绝缘子内氧化钠的含量，在玻璃材质内引入二阶锶，并且将氧化铝：氧化钠的成份比例限制在0.2：1附近，大幅度提高了玻璃材质的体积电阻率，同时在玻璃内引入氧化锆，在提高玻璃材质硬度的同时，也提高了玻璃绝缘子的电阻率，通过优化玻璃绝缘子的材质成份，使绝缘子本身的电气性能更加优良，使本发明提供的玻璃绝缘子能更加适合应用在220kv以上的高压线路上，并且本发明提供的玻璃绝缘子材质硬度远高于普通钠钙玻璃的材质硬度，可以避免因风沙或运输过程中造成的细微损伤，降低玻璃绝缘子的自破率，特别适合用于环境恶劣，风沙影响大地区的高压输电线路上。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (4)

1.220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其特征在于：以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：
SiO2: 57%-70%；
Al2O3:0.5%-1%；
Na2O：1.9%-3.2%；
K2O: 9%-13%；
MgO：3%-8%；
CaO：4%-8%；
SrO：2.5%-7%；
Sb2O3: 0.8%-1.2%
ZrO2：4%-9%。
2.根据权利要求1所述的220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其特征在于：以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：
SiO2: 56%-59%；
Al2O3:0.8%-1%；
Na2O：1.9%-2.1%；
K2O: 10%-12%；
MgO：5%-7%；
CaO：6%-8%；
SrO：4%-6%；
Sb2O3: 0.8%-1.2%
ZrO2：5%-8%。
3.根据权利要求1所述的220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其特征在于：以重量百分比计，所述高强度盘形悬式玻璃绝缘子组份含量如下：
SiO2:59.5%；
Al2O3:1%；
Na2O：2%；
K2O: 11%；
MgO：6%；
CaO：7.5%；
SrO：5%；
Sb2O3: 1%
ZrO2：7%。
4.一种220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子的制造方法，采用权利要求1至任一所述的220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将以质量百分比计，含有SiO2: 56%-59%；Al2O3:0.8%-1%；Na2O：1.9%-2.1%；K2O: 10%-12%；MgO：5%-7%；CaO：6%-8%；SrO：4%-6%；Sb2O3: 0.8%-1.2%；ZrO2：4%-9%的原材料按配比混合均匀制得混合料；
第二步：将第一步制成的混合料投入炉温1590度以上的熔炉中熔制10个小时以上，将熔制成的玻璃液出炉并由压机压制成型；
第三步：将第二步成型后的玻璃绝缘子送入退火炉退火；
第四步：将退火后的玻璃绝缘子送入钢化炉钢化后即得220KV高压输电用高强度盘形悬式玻璃绝缘子成品。
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