一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子

本发明涉及绝缘器件领域，具体涉及一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，用于电力输送线路，可以有效减少冰覆盖以及冰覆盖对绝缘子的影响，提高电力输送线路的可靠性。

背景技术：

1、在电力输电和分配系统中，电力输送线路通常需要使用绝缘子来支持输电导线，以防止电线与支持结构之间的电气连接。然而，尤其是高海拔地区，绝缘子受极端气象环境的影响很大，包括冰、霜、雨、雪等冰冻天气。在这种极端环境条件下，绝缘子上非常容易积聚覆冰从而引发冰闪，导致电力输送线路的可靠性下降，甚至造成故障。

2、传统的绝缘子通常采用陶瓷或玻璃材料制成，它们容易受到冰覆盖，导致绝缘子外表面的电场分布异常，从而可能引发局部放电、绝缘子击穿或线路故障。为了应对这些问题，已经提出了绝缘子各种防覆冰的解决方案，包括电热绝缘子和振荡绝缘子等。然而，这些现有技术仍然存在一些局限性，如防覆冰效果一般、制造成本高、维护复杂等。

3、因此，有必要提供一种更有效的梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，以提高电力输送线路的可靠性和性能，同时降低维护成本。现有技术中存在的问题包括但不限于：(1)冰覆盖对绝缘子的影响，导致电力输送线路性能下降；(2)现有的防冰闪绝缘子解决方案可能成本高昂或维护困难。(3)寒冷天气等极端环境中，绝缘子伞裙下会挂有冰棱，伞间冰棱容易桥接从而降低冰闪电压。(4)严重的覆冰和积雪容易导致倒杆、断线等机械支撑结构断裂等事故。(5)人工清理绝缘子上的积雪覆冰不仅效率低而且工作量大。

4、所以针对以上问题，目前采用较多的方法是在绝缘子上端设计一个较大半径的伞裙，其半径相较其他伞裙更大，以避免形成水流导致桥接。但由于绝缘子长度较长，大伞裙的覆盖范围只能对顶端附近的伞裙有一定作用，对绝缘子整体防冰闪性能的提升有限。且无法对绝缘子上的积雪覆冰自动清理，减轻绝缘子机械支撑装置的负担。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，其具有简单、经济且高效的设计，能够有效地减少冰覆盖对绝缘子的影响，在低成本、易维护的同时提高电力输送线路的可靠性。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，包括连接金具、芯棒以及梅花瓣型伞裙护套；所述的梅花瓣型伞裙护套套在芯棒上，所述的连接金具布置在芯棒的两端。

4、所述的梅花瓣型伞裙护套，包括一个圆筒结构以及多组小伞裙和大伞裙，每组包括一个小伞裙和一个大伞裙，小伞裙位于大伞裙的下方，小伞裙和大伞裙交替布置在圆筒结构外壁上；所述的小伞裙为圆环形伞状结构；所述的大伞裙为由多个梅花瓣形结构组成，对称布置，每个梅花瓣形结构向下倾斜，且每个梅花瓣形结构的中轴线上设有凹槽，所述的凹槽位于梅花瓣形结构上表面。

5、所述的大伞裙的尺寸从上至下依次减小；最下方的一组小伞裙和大伞裙中，小伞裙的尺寸小于大伞裙。

6、进一步的，所述梅花瓣型伞裙护套由掺入聚二甲基硅氧烷(pdms)混炼的氟硅橡胶复合材料制成，该材料具有防覆冰能力，能够显著减小极端环境下绝缘子的冰覆盖率；掺入聚二甲基硅氧烷(pdms)混炼的氟硅橡胶复合材料的制备方法如下：

7、s1：按质量份计：将55-62份甲基乙烯基硅橡胶、27-35份气相二氧化硅、1.5-2.5份硬脂酸锌、3-5份羟基硅油和3.5-5.5份氢氧化铝置于捏合机中，于90℃-100℃下混炼0.8-1.2h，制得初步混炼胶。

8、s2：按质量份计：将34-48份pdms混于12-18份正硅酸乙酯、23-25份乙醇和10-16份二氯甲烷组成的有机溶剂中，加入5-7份聚酰胺固化剂，于70-90℃下搅拌0.3-0.5h，制成改性化合物。

9、s3：按质量份计：将氟橡胶生胶12-20份、步骤s1制得的初步混炼胶45-65份、步骤s2获得的改性化合物25-35份、抗氧剂、分散剂与偶联剂投入真空捏合机中混炼，真空度为0.10-0.20mpa，温度为120℃-140℃，混炼1.5-2.5h、制得混炼胶。

10、s4：按质量份计：将步骤s3获得的混炼胶96-97份在开炼机上包辊，加入3-4份硫化剂，薄通，出片，然后将片料置于平板硫化机上硫化成型，设置温度为155-160℃，压力为18-21mpa，硫化9-12min，制得掺入聚二甲基硅氧烷(pdms)混炼的氟硅橡胶复合材料。

11、进一步的，所述pdms包括pdms主剂和pdms固化剂，pdms主剂和pdms固化剂的质量比为(8-12):1。pdms材料的加入使所述顶漆成为疏冰弹性体，降低冰的界面韧性，使冰易在重力形成的整体内应力作用下脱落。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

13、1、本发明设计一种梅花瓣伞型结构促进伞裙表面冰雪液滴汇聚到指定位置形成小型冰棱，且由于不在同一直线上每个大伞裙形成的冰棱难以桥接，起到预防绝缘子冰闪的效果。

14、2、本发明采用复合绝缘子伞裙护套新型的材料和结构，通过对绝缘子形态极小的改动却能够极大地降低复合绝缘子冰闪发生的概率，既控制了生产成本，又达到了防冰闪的预期目标，大大提高了输电线路的可靠性。

15、3、本发明通过将氟硅橡胶复合材料掺入pdms后混炼，有效地提高伞裙表面的疏水性，一定程度地降低覆冰的粘结强度，使水滴和冰不易附着，自动滚落，从而提高绝缘子的防冰闪能力和实用性。

技术特征：

1.一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，其特征在于，所述的梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子包括连接金具、芯棒以及梅花瓣型伞裙护套；所述的梅花瓣型伞裙护套套在芯棒上，所述的连接金具布置在芯棒的两端；

2.根据权利要求1所述的一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，其特征在于，所述梅花瓣型伞裙护套由掺入聚二甲基硅氧烷混炼的氟硅橡胶复合材料制成；掺入聚二甲基硅氧烷混炼的氟硅橡胶复合材料的制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，其特征在于，所述pdms包括pdms主剂和pdms固化剂，pdms主剂和pdms固化剂的质量比为(8-12):1。

技术总结
本发明涉及绝缘器件领域，具体涉及一种梅花瓣伞型混炼防冰闪复合绝缘子，包括连接金具、芯棒以及梅花瓣型伞裙护套，梅花瓣型伞裙护套套在芯棒上，连接金具布置在芯棒的两端。其中，梅花瓣型伞裙护套由掺入聚二甲基硅氧烷混炼的氟硅橡胶复合材料制成，该材料具有防覆冰能力，能够显著减小极端环境下绝缘子的冰覆盖率。本发明用于电力输送线路，可以有效减少冰覆盖以及冰覆盖对绝缘子的影响，提高电力输送线路的可靠性。

技术研发人员：孙耘龙,王洪禹,陈百通,倪加奇,王明,郭振芳,李晓明,李洪军,陈艳萍,于洪闯,张扩,宋鹏,孙长海,狄绍熙,李浩,王旭明,王传晧,昝昊,鲁娜
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4