CN109786047B - 空心复合绝缘子及断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空心复合绝缘子、断路器。一种空心复合绝缘子，包括内衬，呈筒状，沿所述内衬的轴向，所述内衬的中间段的壁厚大于所述内衬的端部区域的厚度；以及复合管，套设于所述内衬的外侧，且所述复合管与所述内衬相对固定。上述空心复合绝缘子，沿内衬的轴向，内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度，从而增加了内衬的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电力输电设备领域，特别是涉及一种空心复合绝缘子及断路器。
背景技术
在断路器等装置中，通常选择空心复合绝缘子来实现绝缘隔离的作用，空心绝缘子内部一般充有SF6绝缘气体。断路器等装置因在开断时，往往会产生较高的截流过电压和电弧，使得SF6绝缘气体与气体中的微水反应释放出氢氟酸气体。一般地，空心复合绝缘子包括筒状的内衬和包覆于内衬外层的复合管。其中，复合管为空心复合绝缘子提供有效的机械强度。内衬一般选用聚酯材料或聚四氟乙烯材料等形成，具有耐高温，耐氢氟酸腐蚀的优点，以防止复合管被氢氟酸腐蚀。
然而，由于断路器等装置在内衬的中间区域产生的氢氟酸气体较多，进而需要内衬的中间区域的耐腐蚀性能较高，不然会降低空心复合绝缘子的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以有效提高内衬的中间区域的耐腐蚀性能的空心复合绝缘子。
一种空心复合绝缘子，包括：
内衬，呈筒状，沿所述内衬的轴向，所述内衬的中间段的壁厚大于所述内衬的端部区域的厚度；以及
复合管，套设于所述内衬的外侧，且所述复合管与所述内衬相对固定。
上述空心复合绝缘子，沿内衬的轴向，内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度，从而增加了内衬的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子的寿命。
在其中一个实施例中，沿所述内衬的轴向，所述内衬的中间段的外侧壁设有凸部。
在其中一个实施例中，所述内衬的凸部与所述复合管的内壁粘接。
在其中一个实施例中，所述内衬的外侧壁设有定位部，所述复合管的内壁设有与所述定位部匹配的定位槽。
在其中一个实施例中，所述定位部沿所述内衬的轴向延伸，且所述定位部沿所述内衬的轴向的长度等于所述内衬的轴向长度。
在其中一个实施例中，所述内衬与所述复合管之间具有间隙，所述间隙内填充有绝缘介质。
在其中一个实施例中，还包括两个分别固定设于所述复合管两端的法兰，所述法兰具有用以***述复合管的端部和所述内衬的端部的收容腔。
在其中一个实施例中，所述内衬与所述复合管之间具有间隙，所述法兰上设有与所述间隙连通的填充孔，且所述填充孔与外界连通。
在其中一个实施例中，所述填充孔为阶梯孔，所述填充孔的靠近所述复合管的一端为第一端，所述填充孔的远离所述复合管的一端为第二端，所述第一端的横截面积大于所述第二端的横截面积。
本发明还提供一种断路器。
一种断路器，包括本发明提供的空心复合绝缘子。
上述断路器，包括本发明提供的空心复合绝缘子，沿内衬的轴向，内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度，从而增加了内衬的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子的寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的空心复合绝缘子的结构示意图。
图2为图1所示空心复合绝缘子的A-A向截面示意图。
图3为图1中的内衬的结构示意图。
图4为图1中的复合管的截面示意图。
图5为图1中的法兰的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图5所示，本发明一实施例提供的空心复合绝缘子100，其包括呈筒状的内衬110以及套设于内衬110的外侧，且与内衬110相对固定的复合管130。其中，沿内衬110的轴向，内衬110的中间区域的厚度大于内衬110的端部区域的厚度。
可以理解的是，空心复合绝缘子100还包括伞裙170。本申请对伞裙170的结构并无改进，此处不再赘述。
空心复合绝缘子100，沿内衬110的轴向，内衬110的中间区域的厚度大于内衬110的端部区域的厚度，从而增加了内衬110的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子100的寿命。
另外，内衬110的中间区域设置的较厚，还能增加内衬110的中间区域的强度。
本实施例中，内衬110的中间区域的厚度一致，内衬110的端部区域的厚度一致，便于加工。内衬110的中间区域沿内衬110的轴向的长度可以根据具体的耐腐蚀需求进行设定。
在另外可行的实施例中，内衬的中间区域的厚度可逐渐变化。例如，内衬的中间区域的厚度，由内衬的轴向的中间位置向两端逐渐减小。
本实施例中，内衬110呈圆筒状。可以理解的是，在另外的实施例中，内衬110不限于呈圆筒状，还可以根据具体应用环境，呈方形筒状等规则或不规则的筒状结构。
可选地，内衬110可以为聚四氟乙烯内衬或聚脂内衬。一般地，聚四氟乙烯材料和聚酯材料等形成内衬110的材料的成本较高。若为了增加内衬的中间区域的耐腐蚀性能而直接增加内衬的整体厚度，则会导致内衬的成本较高。
本实施例中，设置内衬110，使得内衬110的中间区域的厚度大于内衬110的端部区域的厚度，从而在能够增加内衬110的中间区域的耐腐蚀性能的情况下，还能有效节约内衬的成本。
可选地，复合管130可以是玻璃钢管或芳纶管。当然，复合管不限于玻璃钢管或芳纶管，其还可以是由其它复合材料形成。
具体地，本实施例中，沿内衬110的轴向，内衬110的中间段的外侧壁设有凸部111。即通过在内衬110的中间段的外侧壁设置凸部111的方式，实现内衬110的中间区域的厚度大于内衬110的端部区域的厚度。
可以理解的是，为了增加内衬110的中间区域的耐腐蚀性能，凸部111完全覆盖内衬110的中间区域的外侧壁。
传统地，空心复合绝缘子的组装步骤为：
S01、提供内衬；
S02、在内衬的外侧壁涂覆胶层；
S03、在涂覆有胶层的内衬上缠绕玻璃纤维或芳纶纤维，以形成复合管130。
步骤S03需采用缠绕工艺制成，工艺复杂，生产效率低。
而本实施例提供的空心复合绝缘子100，由于内衬110的外侧壁设有凸部111，从而导致内衬110与复合管130之间具有间隙，故在形成空心复合绝缘子时不宜直接在内衬110上进行缠绕，需采用已成型的复合管130。因此，在组装形成空心复合绝缘子时，直接将内衬110和复合管130进行组装即可，无需在内衬110上进行缠绕，即工艺简单，生产效率高。
可以理解的是，实现内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度的方式不限于此。
例如，在一个可行的实施例中，可以通过在内衬的内壁的中间区域设置凸起的方式，实现内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度。
再如，在一个可行的实施例中，也可以在内衬的内壁和外侧壁的中间区域均设置凸起，以实现内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度。
当然，需要说明的是，在内衬的内壁或外侧壁的中间区域设置凸起，需满足不能影响应用该空心复合绝缘子的断路器等装置的其它元件的性能。
本实施例中，内衬110的外侧壁设有定位部113，复合管130的内壁设有与定位部113匹配的定位槽131。
可以理解的是，复合管130套设于内衬110外侧，故定位部113和定位槽131的设置，需能满足复合管130套设与内衬的过程中，定位部113插设于定位槽131内，因此定位部113的延伸方向为内衬110的轴向，或与内衬110的轴向呈锐角倾斜。故定位部113与定位槽131用以实现内衬110与复合管130的环向定位。
本实施例中，定位部113沿内衬110的轴向延伸，且定位部沿内衬110的轴向的长度等于内衬110的轴向长度。从而在组装内衬110和复合管130时，直接将定位部113沿内衬的轴向***定位槽131内即可，组装方便。
另外，由于定位部113沿内衬110的轴向的长度等于内衬110的轴向长度，故在内衬110和复合管130具有发生相对转动的趋势时，使得定位部113和定位槽131所受应力较小。
再者，本实施例中，定位部113还可以起到加强筋的效果，即可以提高内衬110的强度和结构稳定性。
进一步地，本实施例中，内衬110的外侧壁上设有四个定位部113，四个定位部113沿内衬110的周向均匀分布。一方面，可以更好的对内衬110和复合管130进行定位；另一方面，在内衬110和复合管130发生相对转动的趋势时，应力均匀地作用在内衬110和复合管130上，从而避免内衬110和复合管130出现局部应力集中的现象。
本实施例中，内衬110与复合管130之间具有间隙120。间隙120内填充有绝缘介质，以提高间隙120的绝缘性能。具体地，绝缘介质可以是聚氨酯、橡胶、六氟化硫或氮气等。
当然，可以理解的是，提高间隙120的绝缘性能的方式不限于此。例如，在另外可行的实施例中，还可以采用抽真空的方式，提高间隙120的绝缘性能。
本实施例中，空心复合绝缘子100还包括两个分别固定设于复合管130两端的法兰150，法兰150具有用以收容复合管130和内衬110的端部的收容腔151。具体地，收容腔151的底壁1511与复合管130的端部和内衬110的端部均抵接，从而限制复合管130与内衬110沿内衬110轴向的相对运动。
定位部113和定位槽131限制了复合管130与内衬110的环向定位，收容腔151的底壁1511限制了复合管130与内衬110的轴向定位，从而实现复合管130与内衬110的相对固定。
采用上述固定方式，无需将内衬110与复合管130进行粘接。一方面节省粘接材料；另一方面，在组装空心复合绝缘子100的时候，还省去了粘接的工序，使得工艺简单；再一方面，由于内衬110和复合管130之间不进行粘接，若安装不完全匹配时可方便地进行调节，同时也便于拆卸。
本实施例中，内衬110与复合管130之间具有间隙120。法兰150上设有与内衬110和复合管130的间隙120连通的填充孔153，且填充孔153与外界连通。因此，可以通过填充孔153将绝缘介质填充至内衬110和复合管130之间的间隙120内，方便操作。
进一步地，填充孔153为阶梯孔，填充孔153的靠近复合管130的一端为第一端1531，填充孔153的远离复合管130的一端为第二端1533。填充孔153的第一端1531的横截面积大于填充孔153的第二端1533的横截面积。
具体地，本实施例中，填充孔153的第一端1531与填充孔153的第二端1533之间设有两个台阶面，靠近填充孔153的第一端1531的台阶面为第一台阶面1532，靠近填充孔153的第二端1533的台阶面为第二台阶面1534，第二台阶面1534与收容腔151的底壁1511重合。填充孔153的第一端1531到填充孔153的第二端1533的横截面积沿第一台阶面1532与第二台阶面1534逐级递减。换言之，填充孔153的孔径自第一端1531至第二端1533形成三个逐级递减的孔径。这种阶梯孔的设置可提高绝缘介质的注入速度，并且，第一台阶面1532与第二台阶面1534能够阻挡填充至间隙120内的绝缘介质外流。
可以理解的是，在另外可行的实施例中，填充孔153的孔径不局限于三个逐级递减的孔径，也可以是两个或者四个或者更多个，孔径的个数越多，形成的台阶面就越多，填充孔153的内部路径就越复杂，所起的阻挡作用更显著，并且密封更好。
可以理解的是，在另外可行的实施例中，填充孔153不限于呈阶梯状，还可以呈其它规则或不规则的形状，确保由第一端至第二端，填充孔的横截面积逐渐减小或阶梯性减小即可。
本实施例中，法兰150上仅设有一个填充孔153。
需要说明的是，法兰上不限于仅设置一个填充孔。法兰上可以设置多个填充孔，以方便将绝缘介质快速填充至间隙内。
另外，设置多个填充孔，还能有效避免因间隙内无法进行空气流通而导致的聚氨酯、橡胶等绝缘介质处有气泡的现象，从而更好的保证了间隙的绝缘性能。
在一个可行的实施例中，空心复合绝缘子还包括用于密封填充孔的密封件，从而进一步防止内衬和复合管的间隙内的绝缘介质外流，确保空心复合绝缘子的绝缘性质的稳定性。
具体地，密封件可以是沉头螺栓。
可以理解的是，在另外可行的实施例中，空心复合绝缘子不限于通过密封件来密封填充孔，还可以采用填充密封胶等方式来密封填充孔。
需要说明的是，在另外的实施例中，内衬110与复合管130相对固定的方式不限于此，还可以通过其它方式进行固定。
例如，在一个可行的实施例中，内衬的凸部与复合管的内壁粘接。以实现内衬与复合管的相对固定。
进一步地，在内衬与复合管之间的间隙处涂覆较厚的胶层，以填充内衬与复合管之间的间隙，确保内衬与复合管之间的间隙的绝缘性能的稳定性。
本发明一实施例还提供一种断路器，其包括本发明提供的空心复合绝缘子。
上述断路器，包括本发明提供的空心复合绝缘子，沿内衬的轴向，内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度，从而增加了内衬的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子的寿命。
上述空心复合绝缘子，沿内衬的轴向，内衬的中间区域的厚度大于内衬的端部区域的厚度，从而增加了内衬的中间区域的耐腐蚀性能，进而增加空心复合绝缘子的寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种空心复合绝缘子，其特征在于，包括：
内衬，呈筒状，沿所述内衬的轴向，所述内衬的中间段的壁厚大于所述内衬的端部区域的厚度；以及
复合管，套设于所述内衬的外侧，且所述复合管与所述内衬相对固定；
沿所述内衬的轴向，所述内衬的中间段的外侧壁设有凸部，以实现所述内衬的中间段的壁厚度大于所述内衬的端部区域的厚度；所述内衬的凸部与所述复合管的内壁粘接；
所述内衬的外侧壁设有定位部，所述复合管的内壁设有与所述定位部匹配的定位槽，所述定位部沿所述内衬的轴向延伸，且所述定位部沿所述内衬的轴向的长度等于所述内衬的轴向长度；
其中，所述空心复合绝缘子还包括两个分别固定设于所述复合管两端的法兰，所述法兰具有用以***述复合管的端部和所述内衬的端部的收容腔。
2.根据权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于，所述内衬与所述复合管之间具有间隙，所述间隙内填充有绝缘介质。
3.根据权利要求1所述的空心复合绝缘子，其特征在于，所述内衬与所述复合管之间具有间隙，所述法兰上设有与所述间隙连通的填充孔，且所述填充孔与外界连通。
4.根据权利要求3所述的空心复合绝缘子，其特征在于，所述填充孔为阶梯孔，所述填充孔的靠近所述复合管的一端为第一端，所述填充孔的远离所述复合管的一端为第二端，所述第一端的横截面积大于所述第二端的横截面积。
5.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的空心复合绝缘子。
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