专利名称：一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用，属于电力系统架空输电 线路的绝缘子技术和复合材料技术领域。
背景技术：
电力系统架空输电线路的绝缘子已从瓷、玻璃材料走向复合材料时代，普通的 线路复合绝缘子为棒形刚性结构，中心为刚性的玻璃纤维增强树脂芯棒，外部包裹硅橡 胶伞裙和护套。一般情况下，这种刚性复合绝缘子用作悬垂绝缘子，能够发挥其最大优 势——即承受拉力，经过长期和大批量的应用，刚性复合绝缘子用作悬垂绝缘子被证明 是成功的、安全的。
当这种棒形刚性结构的复合绝缘子用于架空输电线路的耐张绝缘子、V串绝缘 子和防止线路舞动的相间间隔棒时是存在严重缺陷、可靠性差和安全隐患的。
耐张绝缘子需要承受更大的拉力，还要抵御风力作用及其它振动等的扭力和冲 击，在局部使用棒形刚性结构的复合绝缘子后屡次发生断串事故，因此，至今耐张绝缘 子仍然是选用瓷和玻璃绝缘子。当棒形刚性结构的复合绝缘子用于线路的V串绝缘子 时，由于风力的作用，绝缘子长期处于拉力和压力的交替应力下，刚性芯棒难以承受而 发生疲劳断裂或端头连接件损坏引发电力事故。同样的情况是棒形刚性结构的复合相间 间隔棒，也由于线路舞动长期承受拉力、压力和扭力的交替应力，时常造成疲劳断裂。
复合绝缘子是指至少由两种绝缘件组成芯棒和外套构成，并带有金属附件。 常规的棒形复合绝缘子是以玻璃钢硬芯为骨架，外部用硅橡胶作为护套和伞裙，人工组 装制造而成。这类复合绝缘子都是刚性结构的，抗弯和抗扭能力差。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种复合柔性绝缘子、制造方法 及其应用，它结构柔软、机械强度高，抗拉，抗扭，不受压，可任意弯曲，电气绝缘性 好，耐环境老化，质量轻，可以满足电力系统架空输电线路的绝缘设备需要。
本发明实现上述发明目的的技术方案是
一种复合柔性绝缘子，它包括柔性轴、伞裙、均压环和连接接口，所述柔性轴 包括芯体和护套，护套包裹在芯体外，芯体为拉伸机械负荷的承受体，护套隔绝芯体与 复合柔性绝缘子所使用环境的接触，保护芯体不受紫外线、臭氧、酸雨等的侵蚀，提高 复合柔性绝缘子的耐候性能；所述的护套外均布伞裙；所述的芯体的两端分别固定均压 环和连接接口。
所述的芯体的材料为高强度纤维、基体树脂或橡胶，高强度纤维包括锦纶、高 强度涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、热致液晶纤维 和高强度玻璃纤维中的一种或几种。
所芯体采用高强度纤维的丝束或纤维丝束的编织体。
所述的基体树脂或橡胶为酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、高性能环氧树脂、聚 酰亚胺树脂、硅树脂、硅橡胶、氟硅橡胶、聚氨脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。
所述伞裙和护套的材料为橡胶基材，以有机橡胶炼制而成，有机橡胶包括硅橡 胶、氟硅橡胶、聚氨脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。
连接接口由金属材料制成，与柔性芯体相连接，用于连接外部导线或支撑物。
均压环由金属材料制成，套装在柔性轴外。
本发明包括以下步骤
(1)、柔性芯体101成型高强度纤维在乙醇和乙醚1 1 3的混合溶剂中脱 脂，干燥后浸入基体树脂或橡胶中，在60 180°C下拉挤成型，固化后成为柔性芯体； (2)、伞裙200和护套102的橡胶基材的炼制将100质量份的有机橡胶和10 50质量 份的气相法白炭黑加入炼胶机，在20 100°C下常压炼制1 4h，加入20 100质量份 的氧化铝粉和10 50质量份的氧化锑粉，在50 150°C、真空70 90kPa下炼制2 5h,取出，在两辊机上返炼2 5遍，加入1 5质量份的过氧化物过氧化苯甲酰或过 氧化异丙苯等和0.5 5质量份的紫外线防老剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮即UV-9或 苯并三氮唑即炼勻，得到伞裙200和护套102的橡胶基材；(3)、伞裙与柔性轴 100的一体制作在装有所述柔性芯体101的注射模压机中加入所炼制的橡胶基材，注射 模压使橡胶基材包裹在柔性芯体101外成为护套102和伞裙200，在120 20(TC高温硫 化成为一体式的柔性芯体101、护套102和伞裙200整体结构；0)、在柔性芯体101的 两端分别固定连接接口 400和均压环300。
所述柔性轴100及伞裙200结构还可以采取下列方法制作a、制作伞裙200 所述伞裙200用炼制的橡胶基材在10 IOOMPa下模压，经100 200°C高温硫化制成； b、将柔性芯体101置于挤包机中加入所炼制的橡胶基材挤出，在150 250°C的硫化炉中 高温硫化，使护套102包裹在柔性芯体101外得柔性轴100; C、将伞裙200套固在柔性 轴100夕卜。
本发明的复合柔性绝缘子可用于高压架空输电线路上，通过与外部导线与支撑 物的连接，用作耐张绝缘子、V串绝缘子和防止导线舞动的相间间隔棒。
本发明结构柔软、机械强度高，抗拉，抗扭，不受压，可任意弯曲，电气绝缘 性好，耐环境老化，质量轻，可以满足电力系统架空输电线路的绝缘设备需要。其技术 性能达到机械拉伸强度大于额定负荷的130%以上，介电强度不小于20kV/mm，干工 频耐受电压满足相应电压等级，陡波前冲击电压2X25次以上，雷电冲击耐受电压不小 于90kV/cm，耐漏电起痕及电蚀损不低于TMA4.5级，卷绕的曲率半径小于500mm，抗 弯和抗扭超过1000万次。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图1为本发明复合柔性绝缘子示意图； 图2为本发明复合柔性绝缘子的柔性轴横截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发 明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
一种复合柔性绝缘子，它包括柔性轴、伞裙、均压环和连接接口，所述柔性轴 包括芯体和护套，护套包裹在芯体外，芯体为拉伸机械负荷的承受体，护套隔绝芯体与 复合柔性绝缘子所使用环境的接触，保护芯体不受紫外线、臭氧、酸雨等的侵蚀，提高 复合柔性绝缘子的耐候性能；所述的护套外均布伞裙；所述的芯体的两端分别固定均压 环和连接接口。
实例1
以锦纶和玄武岩纤维1 1重量比的混合丝束，在乙醇和乙醚1 1重量比的混 合溶剂中脱脂，经102°C、Ih干燥后浸入双马来酰亚胺树脂中，在130 200°C下拉挤成 型，固化后成为柔性芯体101。将硅橡胶和硅氟橡胶1 1的复合物100质量份与气相法 白炭黑40 50质量份在60 100°C下混炼1 3h，加50 70质量份氧化铝粉和10 20质量份氧化锑粉在100 150°C、真空度80 90kPa下炼制2 3h，取出在两辊机上 返炼3 4次并加入1 3质量份过氧化苯甲酰和1 3质量份UV-9紫外线防老剂，炼 勻成为橡胶基材。柔性芯体101在挤包机中加入上述橡胶基材挤出，在150 200°C的硫 化炉中高温硫化成为外包护套102的柔性轴100。用橡胶基材在20 50MRi下模压，经 120 180°C高温硫化制成伞裙200。将伞裙200通过穿孔均勻套固在柔性轴100外形成 整体结构。将端部连接接口 400通过压接的方式连接到柔性轴100的两端，再将均压环 300用螺栓紧固到端头上，成为完整的复合柔性绝缘子。
通过与外部导线与杆塔的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上的 耐张绝缘子。
实例2
以芳纶和聚苯硫醚纤维2 1重量比的混合纤维编织物，在乙醇和乙醚1 1重 量比的混合溶剂中脱脂，经105°C、Ih干燥后浸入氟硅橡胶中，在100 160°C下拉挤成 型，硫化后成为柔性芯体101。将硅橡胶100质量份与气相法白炭黑30 40质量份在 50 80°C下混炼1 池，加60 80质量份氧化铝粉和10 20质量份氧化锑粉在100 1300C、真空度80 90kPa下炼制2 池，取出在两辊机上返炼3 4次并加入2 5质 量份过氧化异丙苯和1 3质量份紫外线防老剂，炼勻成为胶料。将柔性芯体 101置于模具内，所炼制胶料加入胶料仓，开启注射模压机，胶料以50 IOOMRi的压力 注入到模具内，形成柔性芯体101周围包裹护套102和伞裙200，在120 200°C高温硫 化成为一体式的柔性芯体101、护套102和伞裙200整体结构。将端部连接接口 400通 过缠绕与粘接相结合的方式连接到柔性轴100的两端，再将均压环300用螺栓紧固到端头 上，成为完整的复合柔性绝缘子。
通过与外部导线与杆塔的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上的 V串绝缘子。
实例3
以芳纶纤维丝束，在乙醇和乙醚1 2重量比的混合溶剂中脱脂，经105°C、Ih 干燥后浸入有机硅树脂中，在90 160°C下拉挤成型，固化后成为柔性芯体101。将氟 硅橡胶100质量份与气相法白炭黑40 50质量份在80 120°C下混炼1 3h，加50 90质量份氧化铝粉和10 15质量份氧化锑粉在90 150°C、真空度80 90kPa下炼制2 3h，取出在两辊机上返炼3 4次并加入2 3质量份过氧化异丙苯和1 2质量份 UV-9紫外线防老剂，炼勻成为橡胶基材。柔性芯体101在挤包机中加入所述橡胶基材挤 出，在硫化炉中120 180°C高温硫化成为外包护套102的柔性轴100。用所述橡胶基材 在30 50MRi下模压，经120 180°C高温硫化制成伞裙200。将伞裙200通过穿孔套 装在柔性轴100外形成整体结构。将端部连接接口 400通过捆扎并压接的方式连接到柔 性轴100的两端，再将均压环300用螺栓紧固到端头上，成为完整的复合柔性绝缘子。
通过与外部导线与导线间的连接，该复合柔性绝缘子作为高压架空输电线路上 防止导线舞动的相间间隔棒。
权利要求
1.一种复合柔性绝缘子，其特征在于包括柔性轴(100)、伞裙(200)、均压环 (300)和连接接口(400)，所述柔性轴(100)包括柔性芯体(101)和护套(102)，护套 (102)包裹在柔性芯体(101)外；所述的护套(102)外均布伞裙(200)；所述的柔性芯体(101)的两端分别固定均压环(300)和连接接口(400)。
2.根据权利要求1所述的复合柔性绝缘子，其特征在于所述柔性芯体(101)的材料 为高强度纤维、基体树脂或橡胶，高强度纤维包括锦纶、高强度涤纶、芳纶、超高分子 量聚乙烯纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、热致液晶纤维和高强度玻璃纤维中的一种 或几种。
3.根据权利要求1所述的复合柔性绝缘子，其特征在于所述伞裙(200)和护套(102)的材料为橡胶基材，以有机橡胶炼制而成，有机橡胶包括硅橡胶、氟硅橡胶、聚氨 脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的复合柔性绝缘子，其特征在于所述的基体树脂或橡胶为 酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、高性能环氧树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、硅橡胶、氟 硅橡胶、聚氨脂橡胶和乙烯基橡胶中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的复合柔性绝缘子，其特征在于所述的芯体为高强度纤维 的丝束或纤维丝束的编织体。
6.—种复合柔性绝缘子的制造方法，其特征在于包括以下步骤(1)、柔性芯体(101)成型高强度纤维在乙醇和乙醚1 1 3的混合溶剂中脱 脂，干燥后浸入基体树脂或橡胶中，在60 180°C下拉挤成型，固化后成为柔性芯体； (2)、伞裙(200)和护套(102)的橡胶基材的炼制将100质量份的有机橡胶和10 50 质量份的气相法白炭黑加入炼胶机，在20 100°C下常压炼制1 4h，加入20 100质 量份的氧化铝粉和10 50质量份的氧化锑粉，在50 150°C、真空70 90KPa下炼制 2 5h，取出，在两辊机上返炼2 5遍，加入1 5质量份的过氧化物过氧化苯甲酰 或过氧化异丙苯和0.5 5质量份的紫外线防老剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮即UV-9 或苯并三氮唑即UV-326炼勻，得到伞裙(200)和护套(102)的橡胶基材；(3)、伞裙与 柔性轴(100)的一体制作在装有所述柔性芯体(101)的注射模压机中加入所炼制的橡 胶基材，注射模压使橡胶基材包裹在柔性芯体(101)外成为护套(102)和伞裙(200)，在 120 200°C高温硫化成为一体式的柔性芯体(101)、护套(102)和伞裙(200)整体结构； (4)、在柔性芯体(101)的两端分别固定连接接口 (400)和均压环(300)。
7.根据权利要求6所述复合柔性绝缘子的制造方法，其特征在于所述柔性轴(100) 及伞裙(200)结构采取下列方法制作a、制作伞裙(200)用所述伞裙(200)的橡胶基 材在10 lOOMPa下模压，经100 200°C高温硫化成型即得伞裙(200) ； b、将柔性芯 体(101)置于挤包机中加入橡胶材料挤出，在150 250°C的硫化炉中高温硫化，使护套 (102)包裹在柔性芯体(101)外得柔性轴(100) ； c、将伞裙(200)套固在柔性轴(100) 外。
8.—种复合柔性绝缘子的应用，其特征在于用于高压架空输电线路上，通过与外 部导线与支撑物的连接，用作耐张绝缘子、V串绝缘子和防止导线舞动的相间间隔棒。
全文摘要
本发明涉及一种复合柔性绝缘子、制造方法及其应用，一种复合柔性绝缘子，包括柔性轴、伞裙、均压环和连接接口，所述柔性轴包括芯体和护套，护套包裹在芯体外，所述的护套外均布伞裙；所述的芯体的两端分别固定均压环和连接接口。包括以下步骤(1)柔性芯体成型；(2)炼制伞裙和护套的橡胶基材；(3)制作柔性轴及伞裙；(4)安装连接接口和均压环。本发明可用于高压架空输电线路上，通过与外部导线与支撑物的连接，作为耐张绝缘子、V串绝缘子和防止导线舞动的相间间隔棒。
文档编号H01B17/02GK102024533SQ201010177030
公开日2011年4月20日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者古胜利, 宋志强, 宋福如, 游传榜, 陈原 申请人:河北硅谷化工有限公司