[发明专利]一种高强度、高硬度耐候性瓷质绝缘子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度、高硬度耐候性瓷质绝缘子，制造所述绝缘子的原料包括高岭土、钾长石、二氧化硅、石英石、氧化锆和改性钒铈复合氧化物粉末。本发明改进了瓷质绝缘子的原料配方，所得绝缘子具有高的抗压强度，且击穿电压值较高，不易发生击穿损坏问题。耐候性能好，适用于温度变化剧烈的地区，极大的减少了维护成本。

技术领域

本发明涉及复合绝缘子技术领域，尤其涉及一种高强度、高硬度耐候性瓷质绝缘子及其制备方法。

背景技术

绝缘子在高压输电线路中占有重要的地位，首先是为传输电流的导线提供机械支撑力；其次是绝缘作用，可以防止接地电流。因为高压输电线路传输距离远，跨度较大，因此需要大量的绝缘子，整个电力系统的正常运行与绝缘子的工作状态息息相关。由于绝缘子在运行过程中，既有导线水平方向的拉力和导线竖直方向的荷重，还受到气候变化的影响，以及各种化学物质的长期腐蚀作用。因此，绝缘子也是一个很容易损坏的部件，如何提供一种高强度、高硬度耐候性绝缘子在工程应用中则属于十分重要的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种高强度、高硬度耐候性瓷质绝缘子，制造所述绝缘子的原料包括高岭土、钾长石、二氧化硅、石英石、氧化锆和改性钒铈复合氧化物粉末。

进一步地，所述改性钒铈复合氧化物粉末的制备方法为：

1)配置草酸水溶液，所述草酸水溶液水浴恒温至75～80℃，然后向草酸水溶液中加入偏钒酸铵，配成前躯体溶液Ⅰ；

2)配置醋酸铈的水溶液，将所述醋酸铈的水溶液加入所述前躯体溶液Ⅰ中，加料过程在超声波环境下进行，加料完成后在超声波环境下继续搅拌溶液10min，然后停止搅拌，停止超声，获得前躯体溶液Ⅱ；

3)将所述前躯体溶液Ⅱ于75～80℃水浴蒸干，蒸干物置于100℃干燥1～2h，然后转移至马弗炉空气气氛450～500℃煅烧3h以上，获得钒铈复合氧化物粉末；

4)配置过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵水溶液水浴恒温至80～85℃，再将所述钒铈复合氧化物粉末和烯丙基磺酸钠混合均匀获得混合物，在氮气气氛中搅拌过硫酸铵水溶液，搅拌过程中将所述混合物加入过硫酸铵水溶液中，加料完成后氮气气氛中80～85℃恒温继续搅拌3～4h，然后取出空冷至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次以上，80℃烘干，获得改性钒铈复合氧化物粉末。

进一步地，所述草酸水溶液中草酸的浓度为20～30g/500mL，其余为水；所述偏钒酸铵加入量为质量比偏钒酸铵/草酸水溶液＝2.0～2.3g/100mL。

进一步地，所述醋酸铈的水溶液中，醋酸铈的质量百分含量为3％～5％，其余为水；所述醋酸铈的水溶液加入所述前躯体溶液Ⅰ中混合体积比醋酸铈的水溶液：前躯体溶液Ⅰ＝3～6:1；所述超声波频率为20～25kHz，超声波功率为800～1000W。

进一步地，所述过硫酸铵水溶液中，过硫酸铵的浓度为10～14g/100mL，其余为水；所述钒铈复合氧化物粉末和烯丙基磺酸钠混合质量比钒铈复合氧化物粉末：烯丙基磺酸钠＝10:3～4；钒铈复合氧化物粉末和烯丙基磺酸钠混合总质量和加入其中的过硫酸铵水溶液固液质量比固/液＝1:8～10。

进一步地，制造所述绝缘子的各原料按重量份数计为：高岭土10～16份，钾长石3～8份，二氧化硅20～25份，石英石6～12份，氧化锆9～12份，改性钒铈复合氧化物粉末13～20份；各原料均为过100目筛网的粉末。

进一步地，所述氧化锆置于双氧水中，浸泡3～5h，浸泡固液质量比固/液＝1:6～10；所述双氧水中溶质的质量百分含量为20％～30％。

本发明还公开了上述瓷质绝缘子的制备方法，包含如下步骤：

(1)按所述重量份数称取各原料，将各原料混合均匀，加水成泥，使得泥中含水质量份数为18％～20％；