一種增強型複合絕緣子傘裙護套的製作方法
2023-10-04 12:04:49 1
專利名稱：一種增強型複合絕緣子傘裙護套的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電器部件，尤其是輸電線路用增強型複合絕緣子的傘裙護套，屬電力技術領域。
背景技術：
線路絕緣子是輸電線路的主要構件之一，其作用是支撐導線、防止電流回地以及增加爬電距離，它的性能對於電網的安全穩定運行有著重要影響。線路絕緣子主要分為複合絕緣子、陶瓷絕緣子和玻璃絕緣子三類。從市場應用來看，複合絕緣子雖說是後起之秀，但無論是從產量還是從電壓等級來說都呈逐年上升的趨勢。複合絕緣子是快速發展的新型絕緣子，它具有許多優點，如體積小、質量輕、尺寸小、無需檢零值、對外力破壞抵抗力強、生產周期短等。基於上述優點，複合絕緣子目前在國內外都得到了大量使用。複合絕緣子的基本結構包括芯棒、傘裙護套和金具，其中傘裙護套是複合絕緣子的外絕緣部分，它以矽橡膠為基材，添加了多種化工原料，經高溫硫化而成。其作用是使複合絕緣子具有足夠高的防汙閃和溼閃的外絕緣性能，以保護芯棒免受大氣侵襲。傘裙護套長期暴露在戶外，經受各種惡劣氣象條件和工業汙染的侵蝕，在運行狀態下還可能受到火花放電或局部電弧的燒蝕。因此，通常要求傘裙護套必須具有優良的防汙閃性、耐漏電起痕性和耐電蝕損性，以及耐臭氧、耐高溫等大氣老化的作用。現有的傘裙護套以甲基乙烯基矽橡膠材料為基體，添加偶聯劑、阻燃劑、補強劑、抗老化劑等填料經高溫硫化而成。由於矽橡膠分子間距離大，分子間作用力弱，造成矽橡膠本身機械強度不高，同時硬度和耐磨性較差，耐漏電和耐電腐蝕性能也不高，易發生絕緣子損壞的事故，造成經濟損失。目前電力線路上使用著的絕緣子，其使用年限達二十年就會考慮全線更換，大批更換下來的絕緣子中相當一部分是陶瓷絕緣子，這些更換下來的陶瓷絕緣子雖然不能繼續在高壓線路上使用，但其瓷體的電絕緣性能仍屬上乘，大批更換下來的陶瓷絕緣子沒有合適的回收再利用途徑，一方面造成浪費，另一方面也形成環境汙染。
發明內容
本發明用於克服已有技術的缺陷、提供一種以廢棄陶瓷絕緣子瓷體粉末作為補強齊IJ，提高矽橡膠機械強度的增強型複合絕緣子傘裙護套。本發明所稱問題是由以下技術方案解決的:
一種增強型複合絕緣子傘裙護套，其特別之處是，它由如下質量份的原料製成:甲基乙烯基矽橡膠95-105，三氧化二鐵4-6，羥基矽油4-6，硫化劑1.5-2.5，陶瓷粉58-77，氫氧化鋁62-83，著色劑1-3。上述增強型複合絕緣子傘裙護套，所述陶瓷粉為廢棄陶瓷絕緣子瓷體經粉碎後製備的粉末，陶瓷粉粉末顆粒直徑為1-2 U m。上述增強型複合絕緣子傘裙護套，所述陶瓷粉中SiO2的含量為50_55%，A1203的含量為 37-41%, K2O 的含量為 3.5-4.5%。
上述增強型複合絕緣子傘裙護套，所述甲基乙烯基矽橡膠選自110 — 2型，所述硫化劑選自2,5 —二甲基一 2，5 一雙(叔丁基過氧基)己燒。本發明針對有效提高複合絕緣子傘裙護套機械強度及綜合利用廢棄陶瓷絕緣子問題了改進，經過反覆研究、試驗，設計了一種具有良好機械性能和電氣性能的複合絕緣子傘裙護套。該傘裙護套中按比例添加陶瓷粉，所述陶瓷粉是回收廢棄陶瓷絕緣子瓷體，經粉碎加工成粉末而成。將陶瓷粉添加到傘裙護套原料中作為補強劑，全部替代白炭黑、部分替代氫氧化鋁。陶瓷絕緣子的瓷體中含有的Si02、Al2O3和K2O,可以提高矽橡膠的機械強度和電氣性能，檢測表明，本發明傘裙護套抗張強度可達6MPa，抗撕裂強度可達到15kN/m ;此夕卜，結晶水在Al2O3的催化作用下可與有機材料在高溫分解時產生的游離碳發生反應，產生氣態的C0、C02，防止形成導電的碳化通道，同時Al2OjPK2O等其他金屬氧化物協同作用，會使矽橡膠的耐漏電起痕和電蝕損性得到很大的提高。本發明有效利用廢棄陶瓷絕緣子瓷體作為生產傘裙護套的原料，實現了資源的合理循環利用，具有良好的經濟效益和環境效益。
具體實施例方式本發明所述傘裙護套，以甲基乙烯基矽橡膠為基本材料，甲基乙烯基矽橡膠選自110—2型，在原料配比中甲基乙烯基矽橡膠為90-110質量份。本發明以三氧化二鐵為耐熱添加劑，它可以提高矽橡膠的耐熱老化性能，提高矽橡膠的熱氧穩定性，添加量為4-6質量份，添加比例非常小，對傘群保護套的電氣性能不會造成任何影響。本發明以羥基矽油作為結構化控制劑添加4-6質量份，可明顯消除矽橡膠混煉膠的結構化程度，且膠料表面光滑，返煉方便，容易包輥，自黏性良好。本發明硫化劑選自2，5—二甲基一 2，5—雙(叔丁基過氧基)己烷，添加量為1.5-2.5質量份，硫化劑用以保證矽橡膠得到完全硫化。作為本發明的關鍵改進之處，在原料中添加陶瓷粉58-77質量份，陶瓷粉作為補強劑在其中發揮增強作用。所述陶瓷粉為廢棄陶瓷絕緣子瓷體，經清洗去除表面雜物粉碎後製備的粉末，陶瓷粉粉末顆粒直徑為Iu對於因擊穿引起表面閃絡的廢棄陶瓷絕緣子瓷體，可以將表面閃絡部位去除，閃絡不會造成內部擊穿，因此不會影響瓷體內部的絕緣強度和物理性能。添加陶瓷粉在有效利用廢棄陶瓷絕緣子的同時，可以提高傘群護套的拉伸強度、撕裂強度等力學性能。所述陶瓷粉中SiO2的含量為50%-55%，Al2O3的含量為37%-41%，K20的含量為3.5%-4.5%。對於各種不同電壓等級的陶瓷絕緣子，其陶瓷部分中的成分組成有微小的差異，因此配方中的添加量也會隨之有所不同。以某70kN陶瓷絕緣子為例進行化學分析，該絕緣子瓷體中含有52.30%的SiO2，39.52%的Al2O3, 3.88%的K2O0 SiO2可提高矽橡膠的機械強度，按配比量添加陶瓷粉，其中的SiO2可以使傘裙護套的抗張強度達到3-6MPa，抗撕裂強度達到5-15kN/m。結晶水在Al2O3的催化作用下可與有機材料高溫分解時產生的游離碳發生反應，產生氣態的CO、CO2，防止形成導電的碳化通道。同時Al2O3和陶瓷粉中的K2O等金屬氧化物協同作用，會使矽橡膠的耐漏電起痕和電蝕損性得到很大的提聞。本發明添加氫氧化鋁62-83質量份，以補充陶瓷粉中缺乏的氫氧化鋁，提高耐電蝕能力。
以下給出幾個具體的實施例:
實施例1.按配比稱取原料:甲基乙烯基矽橡膠95Kg，三氧化二鐵5 Kg，羥基矽油4 Kg，硫化劑2 Kg，陶瓷粉58 Kg，氫氧化鋁65 Kg，著色劑I Kg。實施例2.按配比稱取原料:甲基乙烯基矽橡膠105Kg，三氧化二鐵6 Kg，羥基矽油5 Kg，硫化劑2.5 Kg，陶瓷粉77 Kg，氫氧化鋁75Kg，著色劑3 Kgo實施例3.按配比稱取原料:甲基乙烯基矽橡膠98Kg，三氧化二鐵4 Kg，羥基矽油4.5 Kg，硫化劑1.5 Kg，陶瓷粉70 Kg，氫氧化鋁83 Kg，著色劑2 Kgo實施例4.按配比稱取原料:甲基乙烯基矽橡膠103Kg，三氧化二鐵5.5 Kg，羥基矽油6Kg，硫化劑2.3 Kg,陶瓷粉65Kg，氫氧化鋁62 Kg，著色劑2.5Kg。實施例5.按配比稱取原料:甲基乙烯基矽橡膠97Kg，三氧化二鐵4.5 Kg，羥基矽油5.2 Kgjt化劑1.8 Kg，陶瓷粉62 Kg，氫氧化鋁69 Kg，著色劑1.9 Kgo將上述原料經粉碎、配料、混煉、反煉、成形等工序製成傘裙護套，再經二段硫化、傘裙護套粘結、端頭裝配、端部密封等工序製成複合絕緣子。以上述實施例中的原料配比製成的傘裙護套，對其進行試驗測定，得到以下數據，機械強度方面:撕裂強度(直角法)達到17.4kN/m，拉伸強度達到6.1 MPa，扯斷伸長率達到240%，邵爾A硬度達到62。電氣性能方面:矽橡膠的耐電痕化水平達到I A 4.5級要求，垂直燃燒等級達到了 FV - 0的水平，符合電力系統用矽橡膠材料電性能的相關指標要求。漏電率只有4%。體積電阻率達到1.3*10120.111，體表電阻率達到2.0*10120，擊穿強度達到22kV/mm。在進行抗老化測試中，測試完的複合絕緣子經肉眼觀察沒有出現龜裂、開裂和爆皮等現象。上述試驗數據對比《DLT 376-2010複合絕緣子用矽橡膠絕緣材料通用技術條件》中對矽橡膠材料的各種性能要求，可以看出本發明傘裙護套具有優越的性能。
權利要求
1.一種增強型複合絕緣子傘裙護套，其特徵在於，它由如下質量份的原料製成:甲基乙烯基矽橡膠95-105，三氧化二鐵4-6，羥基矽油4-6，硫化劑1.5-2.5，陶瓷粉58-77，氫氧化鋁62-83，著色劑1-3。
2.根據權利要求1所述的增強型複合絕緣子傘裙護套，其特徵在於:所述陶瓷粉為廢棄陶瓷絕緣子瓷體經粉碎後製備的粉末，陶瓷粉粉末顆粒直徑為1-2 u m。
3.根據權利要求2所述的增強型複合絕緣子傘裙護套，其特徵在於，所述陶瓷粉中SiO2的含量為50-55%, Al2O3的含量為37-41%，K2O的含量為3.5-4.5%。
4.根據權利要求3所述的增強型複合絕緣子傘裙護套，其特徵在於，所述甲基乙烯基矽橡膠選自110 — 2型，所述硫化劑選自2，5—二甲基一 2，5—雙(叔丁基過氧基)己烷。
全文摘要
一種增強型複合絕緣子傘裙護套，它由如下質量份的原料製成甲基乙烯基矽橡膠 95-105，三氧化二鐵4-6，羥基矽油4-6，硫化劑1.5-2.5，陶瓷粉58-77，氫氧化鋁62-83，著色劑1-3。本發明傘裙護套中按比例添加陶瓷粉，該陶瓷粉是回收廢棄陶瓷絕緣子瓷體，經粉碎加工成粉末而成。將陶瓷粉添加到傘裙護套原料中作為補強劑，全部替代白炭黑、部分替代氫氧化鋁，可以提高矽橡膠的機械強度和電氣性能。本發明有效利用廢棄陶瓷絕緣子瓷體作為生產傘裙護套的原料，實現了資源的合理循環利用，具有良好的經濟效益和環境效益。
文檔編號H01B17/38GK103077786SQ20131005244
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者黃沈海, 劉雲鵬, 周雪, 龐永超, 李忍, 許自強, 何璇, 許豔 申請人:華北電力大學(保定)