專利名稱：一種制造支柱絕緣子的方法以及支柱絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種制造支柱絕緣子的方法。
本發(fā)明涉及用于隔開通常為高電位和接地電位的兩個(gè)電位的任意尺寸 的這種支柱絕緣子。它們可用作用于傳輸電能的工廠換流站中的開關(guān)i殳備
中的所謂電站支柱絕緣子，例如用于HVDC (高壓直流)工廠的電站中的 換流器中對(duì)地的隔開閥。另一個(gè)可能的應(yīng)用是用于乘載架空高壓電纜。
這樣的支柱絕緣子的典型尺寸是長度即高度為6~8 m，直徑為25~ 40cm，但是任意的其它尺寸也是可能的。
所涉及的電壓即電位差例如為800 kV，但是顯著不同的電壓也是可能 的。該電壓可以是交流電壓或直流電壓。
本發(fā)明涉及包括絕緣的剛性材料管的這樣的支柱絕緣子，該絕緣的剛 性材料管填充有絕緣材料芯如泡沫塑料。雖然圓形的橫截面是最常見的， 但是該管可具有圓形以外的其它橫截面，如正方形。管也可具有變化的橫 截面，例如是圓錐形的。本發(fā)明尤其涉及所謂的復(fù)合絕緣子，即其具有復(fù) 合材料管。
在這類支柱絕緣子中，重要的是在由此隔開的電位之間沒有短路發(fā)生， 這是該管的內(nèi)部體積填充有絕緣材料芯的原因。
US 2004/0251385A1顯示如何用泡沫塑料填充這類支柱絕緣子以防止 出現(xiàn)短路。
然而，在這類已知的支柱絕緣子中，存在由于濕氣滲入支柱內(nèi)部而導(dǎo) 致的通過支柱絕緣子發(fā)生短路的不可忽略的風(fēng)險(xiǎn)。其原因是難以用所述芯 填充管的整個(gè)內(nèi)部體積并且隨時(shí)間流逝維持全部填充。而且，在芯中也可 能產(chǎn)生裂縫。因此，濕氣可以引入到芯和管之間形成的空間中并ii^芯的 內(nèi)部，引起通過支柱絕緣子的短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供制造上述類型的支柱絕緣子的方法以及降低短路 風(fēng)險(xiǎn)的支柱絕緣子。
通過提供制造支柱絕緣子的方法可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的該目的，所述方法包
括以下步驟
-將絕緣材料芯引入絕緣的剛性材料管中，以在留下隔開所述芯和所述 管內(nèi)壁的小的環(huán)繞空間的同時(shí)，基本上占據(jù)管的整個(gè)內(nèi)部體積，
-在該管的兩個(gè)端部處封閉該管，
-通過在所述端部之一中的第一開口將粘合劑引入該管中，同時(shí)在該管 的相反端部設(shè)置第二開口 ，用于在引入所述粘合劑時(shí)允許空氣從管的內(nèi)部 逸出，
一當(dāng)不再有空氣從第二開口中出來時(shí)，封閉所述第二開口，
-在過壓下繼續(xù)將粘合劑引入該管中，直至將更多粘合劑引入該管中所 施加的壓力超過預(yù)定水平，
-封閉所述第一開口，和
-在維持管內(nèi)部的過壓的同時(shí)固化該粘合劑。
通過有意地產(chǎn)生隔開芯和管內(nèi)壁的空間，并在管內(nèi)部產(chǎn)生過壓的同時(shí) 用粘合劑填充該空間，可確保完全填充管的內(nèi)部體積，在粘合劑固化之后 也是如此。由于在過壓下固化該粘合劑，確保了芯和管之間可靠的結(jié)合。 W示實(shí)現(xiàn)了對(duì)該材料的可能收縮的補(bǔ)償，這是由于壓力將保留在粘合劑 結(jié)合中，在固化之后也是如此。因此，得到了沒有引入濕氣風(fēng)險(xiǎn)的均勻的 單元。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，將輕的、可彈性壓縮材料的芯引入管中。 il^示粘合劑的過壓將導(dǎo)致芯的壓縮，使得當(dāng)固化期間粘合劑收縮時(shí)，通 過芯的"回彈，，膨脹來維持過壓。由此，芯優(yōu)選由泡沫塑料如硬泡沫(例如 PVC泡沫)或類似的材料制成。此處"硬"可解釋為不排除材料的彈性。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，將所述芯引入彈性材料的管中，該彈 性材料管具有一定的厚度，使得所述管由于在達(dá)到所述預(yù)定水平的過壓下
向該管中引入粘合劑而膨脹。il^示管將由于在it^下引入粘合劑而彈性 形變，并且當(dāng)在粘合劑固化期間粘合劑收縮時(shí)，通過管的"回彈"作用維持 過壓。用于管的適合的剛性材料是纖維復(fù)合材料如環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材 料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在將該芯引入所述管中之前，用薄的 線狀構(gòu)件以大螺旋角基本上螺旋地纏繞該芯，以通過所述線狀構(gòu)件作為間 隔物來獲得該芯和該管內(nèi)壁之間的所述空間。所述線狀構(gòu)件纏繞該芯的這 種方式確保了隔開芯和管內(nèi)壁的環(huán)繞空間，而沒有芯的任意部分貼靠管內(nèi) 壁的任何風(fēng)險(xiǎn)，由此防止粘合劑在該處引入芯和管之間并通過粘合劑結(jié)合 來連接它們。然后，優(yōu)選通過所述線狀構(gòu)件交叉纏繞所述芯得到該空間， 使得一旦將芯引入所述管中，所述線狀構(gòu)件將通過其交叉點(diǎn)貼靠管的內(nèi) 壁。
所述線狀構(gòu)件的適合材料是玻璃纖維，但是可以4吏用能夠形成間隔物 元件的任意絕緣材料。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方案，所述芯以多個(gè)細(xì)長部分的形式引入管 中，所述多個(gè)細(xì)長部分的每一個(gè)的橫截面基本上對(duì)應(yīng)于管的內(nèi)部體積的橫 截面。這4吏得更易于處理芯，尤其是當(dāng)管具有相當(dāng)?shù)拈L度時(shí)，并且也防止 在芯中可能的裂縫傳播穿過整個(gè)芯。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，將間隔物引入后續(xù)的這樣的芯部分之 間，以在其間得到待用粘合劑填充的距離。這表示具有過壓的粘合劑也將 填充相鄰芯部分之間的這些空間，將它們彼此結(jié)合，iiMfc連接相鄰芯部分 的粘合劑結(jié)合中引^應(yīng)力。優(yōu)選在后續(xù)的所述芯部分之間引入薄網(wǎng)狀的 間隔物。該網(wǎng)可以是與纏繞該芯的所述線狀構(gòu)件相同的材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，引入該管中的是雙組分粘合劑，如環(huán) 氧粘合劑或乙烯基酯粘合劑。然而，也可以使用除雙組分粘合劑以外的粘 合劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述預(yù)定水平的壓力對(duì)應(yīng)于超過l巴 優(yōu)選超過3巴的過壓。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該范圍內(nèi)的過壓將導(dǎo)致上述優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述管保持傾斜，并且至少在第二開口打開時(shí)的將粘合劑引入管中的第 一步期間，所述第 一開口處于比第二開 口更低的水平高度上，并且管的縱向伸長方向與水平面所成的角度超過
30°,優(yōu)選為約45。。當(dāng)將粘合劑引入該管時(shí)，粘合劑必須以此方式克服重 力，使得在通過所述第二開口將空氣擠出管的同時(shí)，粘合劑將有效地填充 管內(nèi)部的每個(gè)空間。
本發(fā)明也涉及支柱絕緣子，其包括由絕緣材料芯占據(jù)的絕緣剛性材料 的管，其特征在于所述芯占據(jù)所述管基本上全部的體積，并留下隔開芯和 管內(nèi)壁的小的環(huán)繞空間，并且所述環(huán)繞空間填充有粘合劑，該粘合劑在固 化之后在管和芯上施加壓力。根據(jù)本發(fā)明方法的上述討論，可發(fā)現(xiàn)這樣的 支柱絕緣子的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述芯由多個(gè)細(xì)長的芯部分制成，所述 多個(gè)細(xì)長的芯部分的每一個(gè)的橫截面基本上對(duì)應(yīng)于管的內(nèi)部體積的橫截 面并且通過由粘合劑填充的空間相互隔開，該粘合劑施加壓力在相鄰的芯 部分上以趨于把它們擠壓分開。
根據(jù)本發(fā)明的仍另一個(gè)實(shí)施方案，所述芯由泡沫塑料制成。 通過以下描述可見其它的優(yōu)點(diǎn)以及有利特征。


參考以下附圖，隨后具體描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案作為一個(gè)實(shí)例。 附圖中
圖l是說明根據(jù)本發(fā)明的支柱絕緣子的局部截面圖，
圖2是說明根據(jù)圖1的支柱絕緣子的相鄰芯部分和管內(nèi)壁如何相鄰布 置的放大截面圖，
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明用于制造支柱絕緣子的方法的步驟的示意圖，
和
圖4是直立在地上的根據(jù)本發(fā)明的支柱絕緣子的立體圖。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的詳述
圖1示意地顯示^l據(jù)本發(fā)明的支柱絕緣子。其由纖維復(fù)合材料如環(huán)氧
玻璃纖維復(fù)合材料的管1制成，其在此具有約6米的長度和31 cm的內(nèi)徑 與33cm的外徑。管1具有硅橡膠環(huán)2的外形。管的每個(gè)端部具有粘合至 管端部的鋁法蘭3、 4。管的每個(gè)端部具有外徑為約46cm并且封閉管的內(nèi) 部體積的法蘭蓋5、 6。
管的內(nèi)部體積由絕緣材料如泡沫塑料的芯7占據(jù)。
現(xiàn)在將參考所有附圖，描述支柱絕緣子的具體結(jié)構(gòu)，同時(shí)說明用于制 造該支柱絕緣子的方法。在該制造工藝中，法蘭蓋之一如法蘭蓋6初始未 放置在其位置處，使得能夠?qū)⑿疽牍艿膬?nèi)部體積中。該芯由每個(gè)長度為 約lm的多個(gè)部分7a、 7b、 7c制成。這些部分的橫截面的直徑《|^敞小于管 的內(nèi)徑，如直徑小于管的內(nèi)徑2 mm。在將芯部分引入管中之前，將例如 為玻璃纖維的薄的線狀構(gòu)件8基本上螺旋地纏繞在每個(gè)芯部分。這可以利 用大的螺旋角來實(shí)施，得到例如20cm的節(jié)距。然后，線狀構(gòu)件可交叉纏 繞該芯，4吏得一旦將該芯引入管中，該線狀構(gòu)件將通過其交叉點(diǎn)9貼靠管 的內(nèi)壁。因此，線狀構(gòu)件8形成間隔物以確保小的環(huán)繞空間將隔開芯和管 的內(nèi)壁IO。將薄網(wǎng)狀的另外的間隔物11施加在每個(gè)芯部分的端部上，用 于獲得如圖2所示的后續(xù)的所述芯部分之間的間隔。
當(dāng)芯部分放置于適當(dāng)位置時(shí)，法蘭蓋6通過螺栓連接到法蘭4，用于 將粘合劑供給到管內(nèi)部的設(shè)備21連接至所述法蘭蓋中的第一開口 12。該 管然后相對(duì)于水平面傾斜，與水平面成約45。的角。法蘭蓋5具有至管內(nèi) 部的第二開口 13?，F(xiàn)在通過所述第一開口 12將粘合劑如雙組分粘合劑引 入管中，同時(shí)在引入所述粘合劑時(shí)允許空氣通過在更高水平高度上的所述 第二開口 13逸出所述管的內(nèi)部。圖3示出了兩個(gè)開口如何偏心地布置在各 自的法蘭蓋中，使得在根據(jù)圖3的位置中，第一開口 12布置為接近于法蘭 蓋6的最低點(diǎn)，而第二開口 13位于接近于法蘭蓋5的最高點(diǎn)。
當(dāng)用粘合劑填充這些空間時(shí)，存在于芯部分和管壁之間的空間中以及 芯部分之間的空間中的空氣將以這種方式通過第二開口 13從管中壓出。然 后，當(dāng)不再有空氣而是僅有粘合劑從第二開口中出來時(shí)，封閉第二開口。
然后在過壓下繼續(xù)將粘合劑引入到管中直至用于將更多粘合劑引入該 管中所施加的壓力超過預(yù)定水平，這可對(duì)應(yīng)于3.5巴的過壓。然后移除器 件21和第一開口 12之間的連接，并且通過將塞子旋進(jìn)該開口的內(nèi)螺紋來 封閉該第一開口12。然后，該粘合劑將在維持管內(nèi)部的過壓的同時(shí)固化。
由于芯部分和管都將由于過壓而彈性變形，所以通it^L過壓下將粘合 劑引入管中，得到了對(duì)于芯和管材料的可能收縮的全部補(bǔ)償。那么，當(dāng)粘 合劑在其固化期間收縮時(shí)，通過芯部分和管的"回彈，，膨脹維持該it^。因 此，在粘合劑結(jié)合中將產(chǎn)生壓應(yīng)力，該壓應(yīng)力有利于其強(qiáng)度。
因此，獲得材料彼此極好結(jié)合的均勻的單元。
而且，該方法得到該芯的完全包封，使得可選擇芯材料從而獲得成本 有效的產(chǎn)品。
本發(fā)明當(dāng)然無論如何不局限于如上所述的實(shí)施方案，而;l對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員而言，不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明基本思想的很多可能 的改變都是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種用于制造支柱絕緣子的方法，包括步驟-將絕緣材料芯(7)引入到絕緣剛性材料的管(1)中，以在留下隔開所述芯和所述管的內(nèi)壁(10)的小的環(huán)繞空間的同時(shí)，占據(jù)所述管的基本上整個(gè)內(nèi)部體積，-在所述管的兩個(gè)端部處封閉該管，-通過在所述端部之一中的第一開口(12)將粘合劑引入所述管中，同時(shí)在所述管的相反端部處設(shè)置第二開口(13)，用于在引入所述粘合劑時(shí)允許空氣從所述管的內(nèi)部逸出，-當(dāng)不再有空氣從所述第二開口中出來時(shí)，封閉所述第二開口，-在過壓下繼續(xù)將粘合劑引入到所述管中，直至用于將更多粘合劑引入所述管中所施加的壓力超過預(yù)定水平，-封閉所述第一開口(12)，和-在維持所述管內(nèi)部的過壓的同時(shí)，固化所述粘合劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于引入所述管中的所述芯(7) 是輕的、彈性可壓縮材料的芯(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于引入所述管中的所述芯(7) 是固化的泡沫塑料的芯(7),如硬泡沫的芯(7 )，例如PVC泡沫的芯(7 )。
4. 根據(jù)之前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將所述芯(7) 引入到具有一定厚度的彈性材料的管(1)中，使得所述管(1)由于在達(dá) 到所述預(yù)定水平的過壓下向所述管(1)中引入粘合劑而膨脹。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于將所述芯(7)引入纖維復(fù) 合材料如環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料的管(1)中。
6. —種根據(jù)之前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在將所 述芯引入所述管中之前，用薄的線狀構(gòu)件(8 )以大螺旋角基本上螺旋地纏 繞所述芯(7)，以通過所述線狀構(gòu)件作為間隔物得到所述芯和所述管內(nèi)壁 之間的所述空間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述線狀構(gòu)件(8)交叉纏 繞所述芯(7 )，使得一旦將所述芯引入到所述管中，所述線狀構(gòu)件將通過 其交叉點(diǎn)(9)貼靠所述管的內(nèi)壁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述線狀構(gòu)件(8 )由 玻璃纖維制成。
9. 根據(jù)之前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述芯以多個(gè) 細(xì)長部分(7a、 7b、 7c)的形式引入所述管(l)中，所述多個(gè)細(xì)長部分(7a、 7b、 7c)的每一個(gè)的橫截面基本上對(duì)應(yīng)于所述管的內(nèi)部體積的橫截面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在后續(xù)的這樣的芯部分(7a、 7b、 7c)之間引入間隔物(11)，以得到所述芯部分(7a、 7b、 7c)之間的 待由粘合劑填充的空間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于將薄網(wǎng)狀間隔物(11)引 入到后續(xù)的所述芯部分(7a、 7b、 7c)之間。
12. 根據(jù)之前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于引入所述管中 的所述粘合劑是雙組分粘合劑，如環(huán)氧粘合劑或乙烯基酯粘合劑。
13. 根據(jù)之前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述預(yù)定水平 對(duì)應(yīng)于超過l巴優(yōu)選超過3巴的過壓。
14. 根據(jù)之前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述管(l)保 持傾斜，使得至少在所述第二開口 (13)為開的將粘合劑引入到所述管中 的第一步期間，所述第一開口 (12)位于比第二開口 (13)更低的水平高 度上，并且使得所述管的縱向伸長方向與水平面成超過30。的角，優(yōu)選是 約45。的角。
15. —種支柱絕緣子，其包含由絕,料芯(7)占據(jù)的絕緣剛性材料的管 (1)，其特征在于在留下隔開所述芯和所述管內(nèi)壁的小的環(huán)繞空間的同時(shí)，所述芯占據(jù)管的基本上全部體積，并且所述環(huán)繞空間填充有粘合劑， 該粘合劑在固化之后在所述管和所述芯上施加壓力。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的支柱絕緣子，其特征在于所述芯由多個(gè)細(xì)長 的芯部分(7a、 7b、 7c)制成，所述多個(gè)細(xì)長的芯部分(7a、 7b、 7c)的 每一個(gè)的橫截面基本上對(duì)應(yīng)于所述管的內(nèi)部體積的橫截面并且通過由粘 合劑填充的空間相互隔開，所述粘合劑在相鄰的芯部分上施加壓力以趨于 將它們擠壓分開。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的支柱絕緣子，其特征在于所述芯(7) 由泡沫塑料制成。
全文摘要
一種用于制造支柱絕緣子的方法，包括如下步驟將芯(7)引入絕緣的剛性材料管(1)，同時(shí)留下隔開所述芯和所述管的內(nèi)壁的小的環(huán)繞空間。然后在過壓下將粘合劑引入管的內(nèi)部，并在維持管內(nèi)部的過壓的同時(shí)固化。
文檔編號(hào)H02G7/20GK101341639SQ200680047996
公開日2009年1月7日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者約阿基姆·彼得松, 馬蒂亞斯·倫德奎斯特 申請人:Abb技術(shù)有限公司