帶局部導電釉絕緣子的製作方法
2023-06-01 12:33:01
專利名稱：帶局部導電釉絕緣子的製作方法
技術領域：
本發明涉及在絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間的邊界區域上設置導電釉層(具有導電性的瓷釉層)的帶局部導電釉絕緣子。
例如，懸垂式絕緣子其帶電側的針腳連接件和接地側的帽蓋連接件通過施釉瓷製絕緣部內外兩面的水泥材料結合在一起，這兩個連接件之間相互絕緣。上述各構件例如因表面電阻等的不同，帶電時在該各構件間的邊界區域導致電場集中。在這種情況下，當產生的集中電場超過了空氣的絕緣強度時，由於空氣的局部絕緣破壞而發生電暈放電，產生無線電幹擾電壓(RIV)。
為防止產生這種電暈放電或RIV，已知有一種在容易發生電場集中的邊界區域塗上一層在一般的瓷釉中混合了例如氧化鐵等金屬氧化物的導電釉料的帶局部導電釉絕緣子。該導電釉層的表面電阻值一般在100MΩ以下。例如，在USP3243505號公報的懸垂式絕緣子上，在容易發生電場集中的絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間的邊界區域上形成由藍色二氧化鈦構成的導電釉層。該導電釉層的表面電阻值範圍為0.2～20MΩ。而且，通過該導電釉層構成使電場集中緩和並防止電暈放電或RIV的結構。
例如，當輸電電壓為高壓時，絕緣子所分擔的電壓變高，在絕緣子各構成材料的邊界區域的電場集中增強。而在高海拔地區等易於發生放電的環境下，即使是輕微的電場集中也會產生電暈放電或RIV。然而，在這種嚴酷的使用條件下，由於在現有的帶局部導電釉絕緣子上電場集中的緩和效果不夠充分，存在電場集中得不到緩和而產生電暈放電或RIV的問題。
本發明的目的是提供一種即使在嚴酷的使用條件下也能充分地防止產生電暈放電或RIV的帶局部導電釉絕緣子。
為達到上述目的，在權利要求1的發明中，將帶電側導電釉層的表面電阻設定為100～800MΩ，而將接地側導電釉層的表面電阻設定為20～1000MΩ。
在權利要求2的發明中，為使上述各導電釉層的表面電阻在絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間產生高低落差，而使該表面電阻平緩變化。
在權利要求3的發明中，使上述表面電阻越靠近絕緣表面側越高、越靠近水泥材料側越低。
如果按照權利要求1的發明實施，則能提高帶局部導電釉絕緣子的電暈消除電壓電平的範圍。因此，可達到高的電壓電平而不會發生電暈放電，即使更強的電場集中仍能夠耐受。
如果按照權利要求2的發明實施，則能夠使容易發生電場集中的絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間的邊界區域的表面電阻的高低落差通過導電釉層而平緩變化。
如果按照權利要求3的發明實施，從表面電阻相對較低的水泥材料側到較高的絕緣子主體的絕緣表面，表面電阻沿其高低趨勢分布。因此，絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料的表面電阻的落差變得更加平緩，電場集中被緩和。
圖1是表示本發明的帶局部導電釉絕緣子的一個實施例的局部正視剖面圖。
圖2是表示圖1主要部分的局部放大斷面圖。
圖3是導電釉層的表面電阻與電暈消除電壓電平的關係曲線圖。
圖4是導電釉層厚度與表面電阻的關係曲線圖。
圖5是表示導電釉層附近的表面電阻的示意圖。
符號說明11—絕緣子主體、15—作為絕緣表面的絕緣釉層、18—作為水泥材料的矽酸鹽水泥、19—作為帶電側導電釉層的針腳側導電釉層、20—作為接地側導電釉層的帽蓋側導電釉層、21—作為帶電側連接件的針腳連接件、22—作為接地側連接件的帽蓋連接件。
以下，根據附圖就有關懸垂式絕緣子(以下稱為帶局部導電釉絕緣子)具體化了的實施例說明本發明。
如圖1所示，在絕緣子主體11的傘狀部12的內側面上整體形成呈圓環形且為同心圓形的多條波紋部13。在上述傘狀部12的中央上部整體形成有蓋的圓筒形頭部14。並且，該絕緣子主體11的全部表面塗上一層以具有絕緣性的氧化矽、氧化鋁為主要成分的一般瓷釉(下稱絕緣釉)作為絕緣表面的絕緣釉層15。將瓷片粘接在上述頭部14的外圓周面和內圓周面上構成側面層16。接地側的帽蓋連接件22和帶電側的針腳連接件21通過矽酸鹽水泥18結合固定在絕緣子主體11的頭部14的外表面和內表面上。因此，帽蓋連接件22和針腳連接件21分別位於絕緣子主體11的兩端。
在帽蓋連接件22的上部形成用於栓接位於正上方的另一帶局部導電釉絕緣子針腳連接件21的嵌合凹部22a。針腳連接件21的下端栓接在正下方的另一帶局部導電釉絕緣子的嵌合凹部22a內。這樣，帶局部導電釉絕緣子可多個串聯連接使用。
如圖1、2所示，在絕緣子主體11的內表面和外表面上，在絕緣子主體11的絕緣釉層15和矽酸鹽水泥18的邊界區域形成約30mm寬的導電釉層19、20。所形成的該導電釉層19、20從矽酸鹽水泥18側直到傘狀部12側其厚度逐漸變薄。該導電釉層19、20是用刷子將鐵系半導電性瓷釉塗敷在絕緣子主體11的上述絕緣釉層15上且達到規定的寬度、厚度而形成的。上述鐵系半導電性瓷釉是在一般的瓷鈾組成中添加15wt％的氧化鐵、8wt％的氧化鉻製成的。
另外，在圖1和圖2中，為便於理解，絕緣釉層15及導電釉層19、20畫得都比實際的厚。
下面，對導電釉層19、20的表面電阻值與電暈消除電壓電平的關係進行說明。
圖3是表示在使圖1中針腳側導電釉層19和帽蓋側導電釉層20的表面電阻值作各種變化的條件下的電暈放電消除電壓電平的曲線圖。如圖3所示，當帽蓋側導電釉層20的表面電阻值在10MΩ以下或在1000～5000MΩ範圍內時，在針腳側導電釉層19的表面電阻值1～1000MΩ的整個範圍內電暈消除電壓電平幾乎看不到變化。與此相反，當帽蓋側導電釉層20的表面電阻值在20～1000MΩ範圍，而針腳側導電釉層19的表面電阻值在100～800MΩ的範圍內時，與現有的使兩個導電釉層19、20的表面電阻均在100MΩ以下的情況相比，可看到有較高的電暈消除電壓電平。亦即由於將針腳側導電釉層19和帽蓋側導電釉層20的表面電阻值分別設定在該範圍內，可以在達到比現有的部分導電瓷釉絕緣子更高的電壓電平下防止電暈放電。就是說，導電釉層19、20表面電阻值的最佳範圍，帽蓋側為20～1000MΩ、而針腳側為100～800MΩ。這裡，當導電釉層19、20的表面電阻值在該最佳範圍以下時，導電釉層19、20與絕緣釉層15的邊界部有時會發生電暈放電。另一方面，當導電釉層19、20的表面電阻值在該最佳範圍以上時，導電釉層19、20與矽酸鹽水泥18的邊界部有時會發生電暈放電。
另外，如圖4所示，由於導電釉層是用刷子塗敷形成的，所以可以看到其表面電阻值多少有些離散。但是，可以看到在導電釉層的厚度與表面電阻值之間，在其平均值上有一定的相關性。亦即導電釉層的厚度越厚表面電阻值越低，厚度越薄表面電阻值越高。因此，導電釉層的表面電阻值可由其厚度決定。這裡，在本實施例中，為使針腳側導電釉層19和帽蓋側導電釉層20的表面電阻值得到上述最佳範圍，其各自的厚度大致可在0.14～0.23mm和0.14～0.33mm的範圍內變化。
根據如上構成的本實施例，在容易發生電場集中的絕緣子主體11的絕緣釉層15與矽酸鹽水泥18之間的邊界區域上形成導電釉層19、20。而且，使形成的針腳側導電釉層19的表面電阻值在100～800MΩ範圍，帽蓋側導電釉層20的表面電阻值在20～1000MΩ範圍。並且，所形成的該導電釉層19、20從矽酸鹽水泥18側直到傘狀部12側其厚度逐漸地變薄。因此，如圖4所示，由於導電釉層19、20的厚度越薄表面電阻值越高這種關係，各導電釉層19、20內的表面電阻分布，從矽酸鹽水泥18側直到傘狀部12側逐漸地變高。
如圖5所示，矽酸鹽水泥層18的表面電阻值一般為1MΩ左右，另一方面，絕緣釉層15的表面電阻值一般為10000MΩ左右。這裡，由於在本實施例的帶局部導電釉絕緣子中，上述兩層15、16通過如上構成的導電釉層19、20結合在一起，使該兩層15、18之間的表面電阻的落差得以緩和，形成電場集中被緩和的結構。而且，與上述兩層15、16的表面電阻的高低趨勢一致，導電釉層19、20內的表面電阻的斜率，在圖5中針腳側沿近似線α、帽蓋側沿近似線β分別平緩地變化，使電場集中進一步被緩和。因此，可以提高帶局部導電釉絕緣子發生電暈放電的電壓電平，即使在高壓帶電狀態或高海拔地區等嚴酷的使用條件下也能充分地防止電暈放電或RIV的發生。
並且，導電釉層19、20的形成可只將鐵系半導電性瓷釉按規定的寬度、厚度塗敷在絕緣子主體11外周全部表面上施釉後的絕緣釉層15上面，加工簡單、有利於製作。
另外，本發明還可以作如下變更並具體實施。
(1)在圖2中，使導電釉層19、20的厚度變化更加平緩。
如採用這種結構，能使電場集中更加緩和。
(2)在圖5中，使導電釉層19、20表面電阻變化的近似線在各自的容許範圍內有不同的斜率。
如採用這種結構，也能緩和電場集中。
(3)在圖5中，使帽蓋側導電釉層20表面電阻變化的近似線β的斜率與針腳側導電釉層19表面電阻變化的近似線α一致。
如採用這種結構，能使兩導電釉層19、20的厚度一致，有利於製作。
(4)在圖5中，使導電釉層19、20表面電阻變化的近似線在各自的容許範圍內取相反的斜率，即在圖2中水泥材料18側越高，越靠近絕緣表面15側越低。
(5)將塗敷導電釉層19、20用的導電性瓷釉的金屬氧化物變更為例如氧化錫、氧化鈦等。
(6)將金屬氧化物種類不同的多種導電釉(例如鐵系、鈦系、錫系等的導電釉)層排列成同心圓形作為導電釉層19、20，以設定表面電阻的變化。
(7)將導電釉層19、20直接塗在絕緣子主體11的瓷表面上。
採用如上結構也能使電場集中緩和。
(8)將本發明應用於發電場柱形絕緣子、線路柱形絕緣子的絕緣部與水泥材料的邊界區域。
以下，說明通過上述實施例所掌握的技術思想。
(1)在權利要求1～3中記述了在作為絕緣子主體11的絕緣表面的瓷表面上塗絕緣釉，並在該絕緣表面上塗導電釉以設置導電釉層19、20的帶局部導電釉絕緣子。
當採用這種結構時，只要將導電性瓷釉按規定的寬度、厚度塗敷在絕緣子主體11表面的規定位置上即可形成，導電釉層19、20，加工簡單、有利於製作。
如上所詳述，若採用本發明則可獲得以下顯著的效果。
根據權利要求1的發明，可提高帶局部導電釉絕緣子的耐電場集中性，達到高電壓電平也不會發生電暈放電。因此，即使在嚴酷的使用條件下也能防止發生電暈放電或RIV。
根據權利要求2和3的發明，絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料的邊界區域的電場集中被緩和，可形成很難發生電暈放電或RIV的結構。
權利要求
1.一種帶局部導電釉絕緣子，在絕緣子主體的兩端通過水泥材料將帶電側和接地側的連接件結合起來，並在絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間的邊界區域上設有導電釉層，其特徵在於將帶電側導電釉層的表面電阻設定為100～800MΩ，而將接地側導電釉層的表面電阻設定為20～1000MΩ。
2.根據權利要求1所述的帶局部導電釉絕緣子，其特徵在於為使上述各導電釉層的表面電阻在絕緣子主體的絕緣表面與水泥材料之間產生高低落差，使該表面電阻平緩變化。
3.根據權利要求2所述的帶局部導電釉絕緣子，其特徵在於使上述表面電阻越靠近絕緣表面側越高、越靠近水泥材料側越低。
全文摘要
一種在嚴酷的使用條件下能充分地防止發生電暈放電或RIV的帶局部導電釉絕緣子。在作為絕緣部的施釉瓷製絕緣子主體11上，針腳連接件21和帽蓋連接件22通過矽酸鹽水泥18結合在一起。在絕緣子主體11的絕緣釉層15與矽酸鹽水泥18之間的邊界區域形成導電釉層19、20。該導電釉層越到傘狀部12側其厚度越平緩地變薄。所形成的各導電釉層的表面電阻為針腳側19在100～800MΩ範圍，帽蓋側20在20～1000MΩ範圍。
文檔編號H01B17/42GK1135647SQ9610136
公開日1996年11月13日 申請日期1996年2月7日 優先權日1995年3月23日
發明者野崎宏, 森重男, 小田英之 申請人:日本礙子株式會社