[其他]高电压合成绝缘子

说明书

本发明属于“输变电技术”领域中使用的绝缘装置。

由于输变电的容量日益增大，电压不断升高，长期使用的瓷和玻璃绝缘子在机械性能，电气，特别是在污湿条件下的放电性能已不能适应这一发展的需要。

目前，世界上很多国家都采用高分子合成材料和玻璃钢复合材料来研制绝缘子。提出的主要方案是：由高分子材料的伞盘，复合材料的棒心和金属附件三种部件经粘合后组成合成绝缘子，但需要解决的问题是：

1）伞盘：它是绝缘子的外绝缘，因高分子合成材料耐受温度不高，而伞盘又是长期处于大气条件和电压作用下，因此必须有好的耐天候老化性能，耐漏电痕迹和电腐蚀损性能，并有一定的弹性以适应在机械荷载下绝缘子的弹性变形，以及易加工等。

2）棒心：主要是承受机械荷载的部件，一般采用复合材料环氧玻璃纤维棒制成，其抗张强度比瓷高3-4倍，但它受潮后性能会降低。

3）金属端头，是合成绝缘子与杆塔和导线相联接，并传递机械荷载的部件，因此与棒心材料联接时必须牢固，并能充分发挥棒材高强度的性能以及防止其外表面被腐蚀。

国外进行这方面的研究已十年多，目前已由试验阶段进入到试用，取得了一定的进展。[其使用材料和结构简图见附件1，2，3，4]

1）伞盘方面：伞盘材料曾采用过聚四氟乙烯，虽然它有极优良的耐天候老化性能、耐漏电起痕和电蚀损电压水平（可达6～7kv，是高分子材料中最好的[附件4，5]），但其加工困难。目前采用较多的是脂环族环氧树脂（西德，匈牙利），乙丙橡胶和硅橡胶（美国），但这些材料的耐漏电起痕性能一般较低，硅橡胶最高不超过4.0^vk（附件6）。美国瑞侃公司曾介绍所生产的热缩性材料（辐射交链）的漏痕电压水平可达6～7^kv（与聚四氟乙烯相当，附件5），但对进口的这种材料进行试验，却小于2.5^kv（附件7）

2）棒心材料：主要是采用环氧玻璃纤维棒，其质量较优，性能较好，但同样也存在受潮后性能降低的问题。

3）金属端头和棒心材料的联接方式：由于棒心材料为单向纤维增强材料，其纵向强度很高，而横向局部挤压强度及沿纵向纤维的剪切强度很低。加之外表面光滑，不易紧固、易滑动，很难于达到额定要求的荷载能力。为解决这一问题，国外提出了不少的金属端头的结构形式[附件8]。但目前采用较多的是反锥体形结构[附件1，3，4]，即将棒心材料两端锯开一定长度的裂口，再将棒心套入固定的金属套筒内，然后在棒心端部裂口处打入一金属楔体，使棒心紧紧地挤压在套筒内而承受负荷。这种联接方式的优点是结构加工都较简单，承受荷载也能达到较大，但其最大的缺点是棒心材料的完整性被破坏，使材料的强度降低，而且在受载后，棒心材料从端头内向外会产生较大的初始刚体滑动位移，要达到一定的初始拉张负荷后，滑动才会趋向稳定受载，这给端头的密封带来了困难，要克服这一弊端，就要将套筒加长，增加密封长度以抵消初始滑动量，或者是预加拉伸荷载，使其刚体滑动消失达到稳定受载后，再对端头密封，这样就给装配带来复杂性。

4）金属端头没有采取很好的防腐蚀措施，使合成绝缘子应用于直流电压下会有困难。

5）粘合剂和组装工艺：合成绝缘子是由三种材料分别加工后组成，其伞盘也是制成单个，分别套于棒心材料上，因此需将各部件用粘合剂粘合成一整体。要保证绝缘子的质量，必须有良好的粘合剂和合理的组装方法。如在南非220^kv线路使用的合成绝缘子因粘合不良曾连续出现过几次事故。

国内研制户外用合成绝缘子在70年代初即已开始，当时由于材料的限制，只采用单一的环氧树脂，由于机械强度不高，耐老化性能不好，易开裂，故已被淘汰。近年来有少数单位在开展采用二种绝缘材料组合制成户外用合成绝缘子的研制。

铁道科学院已制成25^kv隧道用合成绝缘子，其棒心材料系采用聚脂树脂玻璃纤维棒，伞盘材料曾采用过聚四氟乙烯，硅橡胶，氟材料，最后制成的绝缘子是采用加成型硅橡胶，伞盘是直接套加棒心上，金属端头与棒心的联接方式是采用国外的反锥体结构，但作了改进。此外，华东电力试验研究所等单位也在进行户外用高电压合成绝缘子的研制，他们是采用硅橡胶作为伞盘材料，棒心材料是采用环氧玻璃布层压板加工成棒材。这种方法耗废原材料较多。

本发明就是针对上述情况，对合成绝缘子的材料，结构和工艺进行研究而制成的一种高电压合成绝缘子。其特征是：