[发明专利]一种氧化铝材质圆柱头结构的悬式瓷绝缘子

说明书

本发明公开了一种氧化铝材质圆柱头结构的悬式瓷绝缘子，制备方法包括：(1)将氧化铝粉过筛，清洗；再十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡预处理，获得预处理氧化铝粉末；(2)将预处理氧化铝粉末、硅酸锆粉、球土、氯化锶、二氧化钛粉末、纳米二氧化硅粉和高岭土混合形成混合物，将所述混合物和重铬酸钾的水溶液混合均匀形成浆料，再加入十二烷基硫酸钠，注模成型，脱模，烘干，获得陶瓷坯料；(3)烧结获得所述悬式瓷绝缘子。本发明所述方法制备的氧化铝基悬式瓷绝缘子具有良好的机械性能和绝缘性能，表现为抗压强度和击穿电压值较高。

技术领域

本发明涉及绝缘子材料技术领域，特别涉及一种氧化铝材质圆柱头结构的悬式瓷绝缘子。

背景技术

绝缘子是电力系统常见的电气元件，架空输电线路大都采用悬式绝缘子，与其他电力设备和器件相比，虽然绝缘子结构简单，成本相对较低，但其重要性不亚于其他任何设备和器件。根据不同材质，悬式绝缘子主要分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子3类。悬式瓷绝缘子具高稳定性、抗腐蚀性等优点，在电力系统中得到广泛的应用。

盘形悬式瓷绝缘子头部结构可分为圆锥形和圆柱形两种。我国输电线路上目前所使用的悬式瓷绝缘子大多数为圆锥头结构；但近年来圆柱头绝缘子的使用量显著增加。电气性能方面，圆柱头和圆锥头结构的内、外绝缘性能在理论上无本质差别。机械性能方面，圆锥头绝缘子受部件材料性能经时变化的影响大，易受这种变化的作用而改变产品的结构配合或造成较大应力集中。而圆柱头绝缘子对于这种变化有较好的分散和调整能力，使其影响显著减小，且不在产品中累积，从而使得产品不受过大应力及不均匀应力的长时作用，具有较高的可靠性；并且，圆柱头产品瓷件形式统一，机械化成型中无过多切削过程，因而十分适合模具成型。

悬式瓷绝缘子长期运行在强电场、机械应力、污秽、紫外线及温湿度等共存的恶劣环境中，如果瓷绝缘子的性能不达标，则长期使用过程中，瓷件内微孔容易逐渐扩展为小裂纹，直至开裂受潮。在强电场作用下，劣化瓷质绝缘子极易发生电击穿，最终造成机械强度和绝缘性能丧失，在遭受雷击或污闪时极有可能导致绝缘子爆炸、断串等恶性事故发生，威胁电网的安全和可靠运行。

发明内容

为此，本发明提供了一种氧化铝材质圆柱头结构的悬式瓷绝缘子，制备方法包括如下步骤：

(1)将氧化铝粉过1500目的筛网，收集过筛粉末，所述过筛粉末浸泡在丙酮中10min以上，然后过滤，烘干，再将烘干后的粉末浸泡在去离子水中，加热煮沸去离子水，沸腾5～10min后，停止加热，空冷至常温，过滤获得过滤固相；配置十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，将所述过滤固相浸泡在所述十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中获得悬浊液，所述悬浊液水浴恒温至60±5℃温度范围内保温20h以上，然后过滤，固相烘干，获得预处理氧化铝粉末；

(2)配置重铬酸钾的水溶液，将所述预处理氧化铝粉末、硅酸锆粉、球土、氯化锶、二氧化钛粉末、纳米二氧化硅粉和高岭土混合形成混合物，将所述混合物和所述重铬酸钾的水溶液混合均匀形成浆料，再向所述浆料中加入十二烷基硫酸钠，加料完成后继续搅拌浆料6h以上，然后将浆料倒入模具内成型，脱模，在室温下烘干3～4天，获得陶瓷坯料；

(3)将所述陶瓷坯料放入烧结炉内，在空气氛围中升温至600±10℃，保温2～3h，然后再升温至1000～1100℃，保温15～20h，保温结束后随炉冷却至250℃以下，然后空冷至常温，获得所述悬式瓷绝缘子。

进一步地，所述纳米二氧化硅粉的制备方法为：

步骤一、配置氨水、去离子水和乙醇的混合液作为混合溶剂，将所述混合溶剂水浴恒温至35±2℃，然后搅拌所述混合溶剂，在搅拌状态下向所述混合溶剂中加入正硅酸四乙酯，加料完成后继续恒温搅拌20h以上，然后向混合溶剂内加入3-(巯丙基)三乙氧基硅烷，加料完成后继续恒温搅拌20h以上，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得固相A；