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
技術領域：
和
背景技術：
本發明涉及一種制造支柱絕緣子的方法。
本發明涉及用于隔開通常為高電位和接地電位的兩個電位的任意尺寸 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 換流器中對地的隔開閥。另一個可能的應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。本發明尤其涉及所謂的復合絕緣子，即其具有復 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生， 這是該管的內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部而導 致的通過支柱絕緣子發生短路的不可忽略的風險。其原因是難以用所述芯 填充管的整個內部體積并且隨時間流逝維持全部填充。而且，在芯中也可 能產生裂縫。因此，濕氣可以引入到芯和管之間形成的空間中并ii^芯的 內部，引起通過支柱絕緣子的短路。
發明內容
本發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 風險的支柱絕緣子。
通過提供制造支柱絕緣子的方法可實現本發明的該目的，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 管內壁的小的環繞空間的同時，基本上占據管的整個內部體積，
-在該管的兩個端部處封閉該管，
-通過在所述端部之一中的第一開口將粘合劑引入該管中，同時在該管 的相反端部設置第二開口 ，用于在引入所述粘合劑時允許空氣從管的內部 逸出，
一當不再有空氣從第二開口中出來時，封閉所述第二開口，
-在過壓下繼續將粘合劑引入該管中，直至將更多粘合劑引入該管中所 施加的壓力超過預定水平，
-封閉所述第一開口，和
-在維持管內部的過壓的同時固化該粘合劑。
通過有意地產生隔開芯和管內壁的空間，并在管內部產生過壓的同時 用粘合劑填充該空間，可確保完全填充管的內部體積，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合。 W示實現了對該材料的可能收縮的補償，這是由于壓力將保留在粘合劑 結合中，在固化之后也是如此。因此，得到了沒有引入濕氣風險的均勻的 單元。
根據本發明的一個實施方案，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致芯的壓縮，使得當固化期間粘合劑收縮時，通 過芯的"回彈，，膨脹來維持過壓。由此，芯優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。根據本發明的另一個實施方案，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到所述預定水平的過壓下
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，并且當在粘合劑固化期間粘合劑收縮時，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合材料如環氧玻璃纖維復合材 料。
根據本發明的另一個實施方案，在將該芯引入所述管中之前，用薄的 線狀構件以大螺旋角基本上螺旋地纏繞該芯，以通過所述線狀構件作為間 隔物來獲得該芯和該管內壁之間的所述空間。所述線狀構件纏繞該芯的這 種方式確保了隔開芯和管內壁的環繞空間，而沒有芯的任意部分貼靠管內 壁的任何風險，由此防止粘合劑在該處引入芯和管之間并通過粘合劑結合 來連接它們。然后，優選通過所述線狀構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，所述線狀構件將通過其交叉點貼靠管的內 壁。
所述線狀構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。
根據本發明的另 一個實施方案，所述芯以多個細長部分的形式引入管 中，所述多個細長部分的每一個的橫截面基本上對應于管的內部體積的橫 截面。這4吏得更易于處理芯，尤其是當管具有相當的長度時，并且也防止 在芯中可能的裂縫傳播穿過整個芯。
根據本發明的另一個實施方案，將間隔物引入后續的這樣的芯部分之 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，將它們彼此結合，iiMfc連接相鄰芯部分 的粘合劑結合中引^應力。優選在后續的所述芯部分之間引入薄網狀的 間隔物。該網可以是與纏繞該芯的所述線狀構件相同的材料。
根據本發明的另一個實施方案，引入該管中的是雙組分粘合劑，如環 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。
根據本發明的另一個實施方案，所述預定水平的壓力對應于超過l巴 優選超過3巴的過壓。已經發現該范圍內的過壓將導致上述優點。
根據本發明的另一個實施方案，所述管保持傾斜，并且至少在第二開口打開時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°,優選為約45。。當將粘合劑引入該管時，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，粘合劑將有效地填充 管內部的每個空間。
本發明也涉及支柱絕緣子，其包括由絕緣材料芯占據的絕緣剛性材料 的管，其特征在于所述芯占據所述管基本上全部的體積，并留下隔開芯和 管內壁的小的環繞空間，并且所述環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。根據本發明方法的上述討論，可發現這樣的 支柱絕緣子的優點。
根據本發明的一個實施方案，所述芯由多個細長的芯部分制成，所述 多個細長的芯部分的每一個的橫截面基本上對應于管的內部體積的橫截 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。
根據本發明的仍另一個實施方案，所述芯由泡沫塑料制成。 通過以下描述可見其它的優點以及有利特征。
參考以下附圖，隨后具體描述本發明的一個實施方案作為一個實例。 附圖中
圖l是說明根據本發明的支柱絕緣子的局部截面圖，
圖2是說明根據圖1的支柱絕緣子的相鄰芯部分和管內壁如何相鄰布 置的放大截面圖，
圖3是說明根據本發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本發明的支柱絕緣子的立體圖。
本發明的一個實施方案的詳述
圖1示意地顯示^l據本發明的支柱絕緣子。其由纖維復合材料如環氧
玻璃纖維復合材料的管1制成，其在此具有約6米的長度和31 cm的內徑 與33cm的外徑。管1具有硅橡膠環2的外形。管的每個端部具有粘合至 管端部的鋁法蘭3、 4。管的每個端部具有外徑為約46cm并且封閉管的內 部體積的法蘭蓋5、 6。
管的內部體積由絕緣材料如泡沫塑料的芯7占據。
現在將參考所有附圖，描述支柱絕緣子的具體結構，同時說明用于制 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，使得能夠將芯引入管的內部體積中。該芯由每個長度為 約lm的多個部分7a、 7b、 7c制成。這些部分的橫截面的直徑《|^敞小于管 的內徑，如直徑小于管的內徑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件8基本上螺旋地纏繞在每個芯部分。這可以利 用大的螺旋角來實施，得到例如20cm的節距。然后，線狀構件可交叉纏 繞該芯，4吏得一旦將該芯引入管中，該線狀構件將通過其交叉點9貼靠管 的內壁。因此，線狀構件8形成間隔物以確保小的環繞空間將隔開芯和管 的內壁IO。將薄網狀的另外的間隔物11施加在每個芯部分的端部上，用 于獲得如圖2所示的后續的所述芯部分之間的間隔。
當芯部分放置于適當位置時，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部的設備21連接至所述法蘭蓋中的第一開口 12。該 管然后相對于水平面傾斜，與水平面成約45。的角。法蘭蓋5具有至管內 部的第二開口 13。現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，同時在引入所述粘合劑時允許空氣通過在更高水平高度上的所述 第二開口 13逸出所述管的內部。圖3示出了兩個開口如何偏心地布置在各 自的法蘭蓋中，使得在根據圖3的位置中，第一開口 12布置為接近于法蘭 蓋6的最低點，而第二開口 13位于接近于法蘭蓋5的最高點。
當用粘合劑填充這些空間時，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，當不再有空氣而是僅有粘合劑從第二開口中出來時，封閉第二開口。
然后在過壓下繼續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定水平，這可對應于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該開口的內螺紋來 封閉該第一開口12。然后，該粘合劑將在維持管內部的過壓的同時固化。
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，得到了對于芯和管材料的可能收縮的全部補償。那么，當粘 合劑在其固化期間收縮時，通過芯部分和管的"回彈，，膨脹維持該it^。因 此，在粘合劑結合中將產生壓應力，該壓應力有利于其強度。
因此，獲得材料彼此極好結合的均勻的單元。
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 有效的產品。
本發明當然無論如何不局限于如上所述的實施方案，而;l對于本領域 技術人員而言，不脫離如所附權利要求限定的本發明基本思想的很多可能 的改變都是明顯的。
權利要求
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壁(10)的小的環繞空間的同時，占據所述管的基本上整個內部體積，-在所述管的兩個端部處封閉該管，-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，同時在所述管的相反端部處設置第二開口(13)，用于在引入所述粘合劑時允許空氣從所述管的內部逸出，-當不再有空氣從所述第二開口中出來時，封閉所述第二開口，-在過壓下繼續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定水平，-封閉所述第一開口(12)，和-在維持所述管內部的過壓的同時，固化所述粘合劑。
2. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據之前權利要求中任意一項所述的方法，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 到所述預定水平的過壓下向所述管(1)中引入粘合劑而膨脹。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于將所述芯(7)引入纖維復 合材料如環氧玻璃纖維復合材料的管(1)中。
6. —種根據之前權利要求中任意一項所述的方法，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)，以通過所述線狀構件作為間隔物得到所述芯和所述管內壁 之間的所述空間。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述線狀構件(8)交叉纏 繞所述芯(7 )，使得一旦將所述芯引入到所述管中，所述線狀構件將通過 其交叉點(9)貼靠所述管的內壁。
8. 根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于所述線狀構件(8 )由 玻璃纖維制成。
9. 根據之前權利要求中任一項所述的方法，其特征在于所述芯以多個 細長部分(7a、 7b、 7c)的形式引入所述管(l)中，所述多個細長部分(7a、 7b、 7c)的每一個的橫截面基本上對應于所述管的內部體積的橫截面。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于在后續的這樣的芯部分(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. 根據權利要求10所述的方法，其特征在于將薄網狀間隔物(11)引 入到后續的所述芯部分(7a、 7b、 7c)之間。
12. 根據之前權利要求中任一項所述的方法，其特征在于引入所述管中 的所述粘合劑是雙組分粘合劑，如環氧粘合劑或乙烯基酯粘合劑。
13. 根據之前權利要求中任一項所述的方法，其特征在于所述預定水平 對應于超過l巴優選超過3巴的過壓。
14. 根據之前權利要求中任一項所述的方法，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，優選是 約45。的角。
15. —種支柱絕緣子，其包含由絕,料芯(7)占據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壁的小的環繞空間的同時，所述芯占據管的基本上全部體積，并且所述環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. 根據權利要求15所述的支柱絕緣子，其特征在于所述芯由多個細長 的芯部分(7a、 7b、 7c)制成，所述多個細長的芯部分(7a、 7b、 7c)的 每一個的橫截面基本上對應于所述管的內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. 根據權利要求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)，同時留下隔開所述芯和所述管的內壁的小的環繞空間。然后在過壓下將粘合劑引入管的內部，并在維持管內部的過壓的同時固化。
文檔編號H02G7/20GK101341639SQ200680047996
公開日2009年1月7日 申請日期2006年11月28日 優先權日2005年12月23日
發明者約阿基姆·彼得松, 馬蒂亞斯·倫德奎斯特 申請人:Abb技術有限公司