[发明专利]复合电绝缘器及其装配和生产的方法

说明书

本发明涉及复合电绝缘器领域，更具体而言，涉及装配和生产复合电绝缘器的方法，包括绝缘器组件、金属末端配件和最终的复合电绝缘器。

在很长一段时间内，复合电绝缘器用于绝缘固定在塔台上的高压电线。随着时间的推移，技术人员不断地改善这种绝缘器，该领域也由此变得相当复杂起来。近年来，改善生产该绝缘器的简易性已经成为首要的任务。例如，将授权给Kunieda等人的美国专利5,563,379在此引入作为参考，参考图1所示，复合电绝缘器100能够在不增加紧固力的条件下在金属配件102和外壳104之间保持好的防水性能。金属末端配件102带有套管部分106，作为孔107的边界，套管106内容纳FRP杆108的末端部分。FRP杆108由外壳104覆盖，外壳104的外表面带有两个周边凸起110。如图2A所示，每个周边凸起都有一个外直径(d2)。以套管部分106为边界的孔107，其内直径(d1)大于周边凸起110的外直径(d2)。如图2b所示，为了防止水漏进套管106和周边凸起110之间的空隙中，Kunieda等人将套管部分106紧固在周边凸起110上，使周边凸起110和金属配件102的孔107内表面完全吻合。装配完成后，周边凸起110成O形圆环状，以防止水渗透进金属配件102的内部。即，当金属配件的套管部分106受到适度的紧固力时，周边凸起110经金属配件102压缩，与金属配件102内表面的任何不平整保持一致，由此在长时期内保持所需的防水性能。

然而，按照此方法生产绝缘器所产生的一个问题是，如果孔107和周边凸起110之间存在尺寸差异，凸起110可能不会与金属配件102的内表面完全吻合。同样，套管部分106和孔107之间的任何不均匀都可能造成套管106和凸起110之间的空隙。在任何一种情况下，水都有可能漏进套管106和凸起110之间的空隙中。这是很危险的，因为水有可能会渗透进FRP杆108和外壳104之间的间隙中，并且绝缘器的电绝缘操作将会产生很大程度的破坏，发生电荷释放(即飞弧)。结果，绝缘器应执行的特定功能(即绝缘性能)遭到了破坏。水渗漏同时会造成金属配件102内表面腐蚀，而后使绝缘器组件杆或外壳和金属配件102之间的紧固力减小。

为了确保外壳和金属配件之间相吻合，以防止水渗漏，唯一的方法是保证对周边凸起110和金属配件102内表面的尺寸进行严格控制。前者需要精确的机器铸模，后者要求精确的金属末端配件加工。这使生产方法复杂化，并提高了成本。

另外，因为周边凸起110的外直径(d2)小于以金属配件102为边界的孔的内径，金属配件102与周边凸起110的重叠部分必然会紧固，而后压缩凸起110，以形成一个好的密封垫。  这一个紧固步骤所附加的上一个紧固步骤是使环绕FRP杆108的金属配件102产生塑性变形。为了使绝缘器更简单，装配更便宜，我们希望除去第二个紧固步骤。

因此，在工业中明显地需求一种复合电绝缘器，它能够更简便更安全地装配成金属末端配件部分。通过消除对高精度尺寸控制的需求和两个紧固步骤，能够大大地减少生产时间和费用。

本发明的目的是克服上述与现有技术装配方法相关的不利因素。

本发明进一步的目的是消除对用于装配绝缘器的部件进行精确尺寸控制的需要。

本发明的另一个目的是消除装配金属末端配件和绝缘器组件的第二个紧固步骤，以简化生产。

为了减轻对绝缘器部件进行精确尺寸控制的需要和消除第二个紧固步骤，发明者试图使周边凸起的直径(d2)大于金属末端配件中孔的内直径(d1)，使周边凸起在不紧固金属末端配件与凸起重叠部分的前提下，与金属末端配件内表面形成密封垫。

然而，在解决一个问题的同时另一个问题又产生了。当绝缘器组件压入金属末端配件的孔内时，由于凸起直径(d2)大于金属末端配件的内直径(d1)，空气会密封在孔内。密封的空气经绝缘器组件的插入而受压缩，并对组件实行反向推力，将之推出金属末端配件。即，当使绝缘器组件插入的力消除后，孔内的气压将绝缘器组件推出孔外。

发明者考虑到在金属末端配件底部安置一个排气孔，使密封的空气在组件插入时压出孔外。然而，此排气孔增加了额外的生产步骤，因为它要在金属末端配件内形成，并且密封，以防止水渗漏。密封层材料随着时间有可能破裂，并使水进入金属末端配件的内部，使之腐蚀并破坏FRP杆上配件的紧固力度，并且如上所述导致飞弧。