[发明专利]一种高速机车用硅橡胶复合绝缘子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速机车（即速度在160km/h以上的高速机车）用受电弓的部件及其制造方法，具体说是一种受电弓、母线、过桥线缆等用作绝缘支撑硅橡胶复合绝缘子及其制造方法。

背景技术

硅橡胶复合绝缘子主要有三个主要组成部分：起到外绝缘作用的硅橡胶伞裙、起到内绝缘作用的环氧树脂玻璃纤维棒、两端起到连接作用的金属附件。外绝缘硅橡胶伞裙主要起到耐候、憎水性、憎水迁移、提高爬电距离等增加产品寿命和提高产品电气性能的能力，内绝缘主要起到一个刚性的绝缘支撑及抗弯曲和扭转的作用。正因如此，硅橡胶复合绝缘子以其独特的性能优势使得硅橡胶复合绝缘子在现今的高速机车上得到广泛的应用。在高速机车受电弓、母线、过桥线缆中很重要一个部件就是就用作绝缘和支撑的绝缘子；现今使用的主要有普通硅橡胶复合绝缘子、部分进口整体环氧树脂绝缘子、少许陶瓷绝缘子。

由于普通的硅橡胶复合绝缘子采用金具压接后一体硫化成型，整体出模的硅橡胶复合绝缘子在伞裙设计时考虑到必须进行分瓣模和伞裙两边倾角设计，所以成型后的伞裙存在整体的合模缝，同时因伞裙倾角设计，从而导致伞裙最顶端的裙边较薄，容易出现撕裂和疲劳的现象。还存在产品在安装时由于凸起的固定螺栓原因导致产品的电气间隙缩短的情况，这都是现行的普通的硅橡胶复合绝缘子设计生产时未注意到的，尤其是在时速160km/h以上的高速机车上，此种产品的缺陷就会存在一些安全的隐患。同时在现代高速机车在不断的追求高速、稳定、安全、舒适的运动空间同时对硅橡胶复合绝缘子提出了使用的特殊性，要求硅橡胶复合绝缘子除了满足正常使用环境（大气环境污染和风沙、雨、雪、雾、露等）污染外，还应能承受受电弓或连接导线的自重及机车运行摆动时产生的疲劳震动，同时在经过隧道、山谷、煤场、酸雨等恶劣环境时，产品的电气性能不会存在短时的降低或永久的破坏，所以产品在设计时要求金属附件的拉伸载荷大、抗扭转能力强、产品电气性能稳定、产品耐温性能优异等，这样方可以保证硅橡胶复合绝缘子的安全使用寿命，避免更换的次数，减少不必要的损失，对于这种情况，通常的设计方法是两端均选用铝制的或热镀锌的金属附件和便于出模的倾角设计以及一般的端部附件压接成型，设计制造方法是：先将环氧树脂芯棒的端部打毛或涂覆环氧树脂等粘接性的高分子材料，而后将金属附件压接于环氧树脂芯棒的两端，再对环氧树脂芯棒进行偶联剂的涂覆烘干，最后进行注射机整体注射成型，也有先进行整体注射成型后，最后压接两端金属附件成型，但此种设计存在以下方面的问题：(1)伞裙厚度较薄，在隧道及狭隘的山谷时容易被风洞效应撕裂或发生不可恢复形变，同时因伞裙的搬动而对高压稳定电场起到破坏作用。(2)产品采用一体硫化成型，不可避免纵向的开模缝，影响外绝缘伞裙撕裂强度，且污染后会降低绝缘子的电气性能。(3)普通的压接方式不能够满足高速机车高速运动时振动对产品结构的影响，造成产品存在安全隐患。（4）设计时未能考虑到实际的安装情况，导致凸起的螺栓直接降低了绝缘子电气间隙，造成绝缘子电气性能大大的降低。

可见，现有的硅橡胶复合绝缘子存在外伞裙机械强度差、端部附件抵抗拉伸位移能力差、产品抗扭转性能低、伞裙外污染后产品电气性能下降、产品外形设计不合理、产品设计未考虑实际的工况等缺点。

因此很有必要发明一种新的产品结构和先进的制造方法，来减少恶劣环境对硅橡胶复合绝缘子失效的影响，同时增加硅橡胶复合绝缘子产品的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高速机车用硅橡胶复合绝缘子及其制造方法，其能减少恶劣环境对硅橡胶复合绝缘子失效的影响，同时增加硅橡胶复合绝缘子产品的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：所述高速机车用硅橡胶复合绝缘子，包括外绝缘伞裙、上端部附件、下端部附件、锁套、内绝缘芯棒，所述外绝缘伞裙安装在内绝缘芯棒上，所述锁套安装在内绝缘芯棒的下端，所述上端部附件和下端部附件分别连接在内绝缘芯棒的两端，所述下端部附件带有安装高速机车用硅橡胶复合绝缘子用的螺栓，其特征是，还包括带有内孔的绝缘封闭基体，所述绝缘封闭基体安装在螺栓的凸出部分，用于对高速机车用硅橡胶复合绝缘子安装后凸出的螺栓进行绝缘封闭处理；所述上端部附件带有倒锥和防扭转截面，所述内绝缘芯棒上端带有与上端部附件相配合的倒锥孔和防扭转结构。

所述外绝缘伞裙带有边缘凸筋和中间凸筋；所述外绝缘伞裙的接口位置带有加强凸筋，用于为外绝缘伞裙的边缘位置加强和中部主要位置进行加固。

所述内绝缘芯棒为环氧树脂芯棒或环氧玻璃纤维棒，内绝缘芯棒与上端部附件通过环氧树脂浇注料固化粘结成一体结构。