專利名稱：輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于高壓電力設(shè)備的絕緣拉桿，尤其涉及一種用于高壓斷路器開合的復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件。
背景技術(shù)：
絕緣扭桿、絕緣拉桿等絕緣傳動構(gòu)件是高壓斷路器、GIS等電力設(shè)備上的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的好壞直接影響設(shè)備乃至整個電網(wǎng)運行的可靠性與安全性，故絕緣扭桿、絕緣拉桿等絕緣傳動構(gòu)件都要求具有較高的機械性能與電氣絕緣性能。目前，高壓斷路器等設(shè)備使用拉力的絕緣拉桿大多采用無堿玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料管作為絕緣體，該復(fù)合材料管采用真空壓力浸膠工藝生產(chǎn)，按設(shè)計要求截取一定長度，在復(fù)合材料管兩端靠膠粘劑粘結(jié)金屬附件。如專利號為200620130276. 2的中國實用新型專利公開了一種用于高壓斷路器的絕緣拉桿，為了提高粘結(jié)強度，它是在金屬預(yù)埋件上加工出多條深度為0. 3mm 0. 7mm環(huán)形溝槽，并將絕緣管與金屬附件接觸的部分加工粗糙，表面粗糙度Ra為12. 5 μ m 50 μ m，然后在二者之間填充環(huán)氧膠粘劑，將二者粘結(jié)在一起。受到膠粘劑性能的限制，這種粘結(jié)方式生產(chǎn)的產(chǎn)品機械性能可靠性仍然不高，不能滿足高機械負荷的開關(guān)設(shè)備的使用要求。同時，受到粘結(jié)工藝的限制，絕緣管與嵌件的粘結(jié)過程又容易產(chǎn)生膠粘劑流掛和填充不滿等缺陷。現(xiàn)有還存在一種采用預(yù)埋形式將附件預(yù)埋在絕緣復(fù)合材料中的絕緣傳動部件結(jié)構(gòu)。受到生產(chǎn)工藝的影響，預(yù)埋件尺寸被嚴格限制，為了保證預(yù)埋件結(jié)合強度，必須增大產(chǎn)品壁厚。這樣一來，很多產(chǎn)品受到結(jié)構(gòu)的限制無法制備。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，提供一種成本低廉、制備工藝簡單且不受結(jié)構(gòu)限制、機械性能好的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案—種輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，包括復(fù)合材料絕緣棒以及連接于所述復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬附件，其特征在于所述復(fù)合材料絕緣棒包括一聚氨酯泡沫夾芯、連接于所述聚氨酯泡沫夾芯兩端的金屬預(yù)埋件、以及包覆套設(shè)于所述聚氨酯泡沫夾芯和所述金屬預(yù)埋件外的樹脂基復(fù)合材料絕緣管，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管與所述金屬預(yù)埋件的結(jié)合面為機械咬合，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管與所述聚氨酯泡沫夾芯的結(jié)合面為溶滲結(jié)合(即樹脂浸滲進入聚氨酯泡沫夾芯外表面形成的孔隙中，固化后的樹脂固化物一方面與聚氨酯泡沫粘結(jié)在一起，同時還能與聚氨酯泡沫機械咬合)。上述絕緣傳動構(gòu)件中，所述金屬預(yù)埋件的外表面上優(yōu)選設(shè)有一條以上的溝槽，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管的內(nèi)表面優(yōu)選設(shè)有與所述一條以上的溝槽配合的加強筋。上述絕緣傳動構(gòu)件中，所述溝槽優(yōu)選包括沿所述金屬預(yù)埋件的軸向布置的環(huán)向溝槽、以及沿金屬預(yù)埋件的周向布置的軸向溝槽(所述溝槽的截面優(yōu)選為U型)。[0010]上述絕緣傳動構(gòu)件中，所述聚氨酯泡沫夾芯的兩端各設(shè)有一伸出部，所述金屬預(yù)埋件套接于所述伸出部上。上述絕緣傳動構(gòu)件中，所述金屬預(yù)埋件與所述聚氨酯泡沫夾芯的連接端優(yōu)選倒有圓角。上述絕緣傳動構(gòu)件中，所述金屬附件優(yōu)選螺紋連接于所述復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬預(yù)埋件上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于1、本實用新型的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，采用內(nèi)設(shè)聚氨酯泡沫夾芯，金屬預(yù)埋件連接于聚氨酯泡沫夾芯上并在前述兩者外包覆樹脂基復(fù)合材料絕緣管的結(jié)構(gòu)，成本低廉、且實現(xiàn)了樹脂基復(fù)合材料絕緣管與聚氨酯泡沫夾芯以及金屬預(yù)埋件之間的機械嵌入與粘結(jié)，制備不受結(jié)構(gòu)限制且無需再進行加糙、粘結(jié)等步驟、工藝更簡單；同時，這種整體結(jié)合的結(jié)構(gòu)也大大提高了絕緣傳動構(gòu)件的機械性能。2、本實用新型的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，在金屬預(yù)埋件外表面開設(shè)溝槽，且樹脂基復(fù)合材料絕緣管可采用增強材料增強，在制備時，可先在溝槽中鋪設(shè)增強材料，再與絕緣管體一體成型，使絕緣管與金屬預(yù)埋件的結(jié)合強度達到理論水平，且分散性很小，有利于絕緣傳動構(gòu)件的力學性能設(shè)計，可減少開關(guān)設(shè)備的隱患、提高其安全性。3、本實用新型的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，金屬預(yù)埋件與聚氨酯泡沫夾芯連接端設(shè)置圓角，根據(jù)金屬預(yù)埋件形狀對電場分布的影響設(shè)計，可減少金屬預(yù)埋件端部的場強集中，以保證絕緣傳動構(gòu)件的電氣絕緣性能。

圖1是本實用新型具體實施例1的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型具體實施例2的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型具體實施例2中金屬預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明1、金屬預(yù)埋件；11、環(huán)向溝槽；12、軸向溝槽；13、圓角；14、螺孔；2、聚氨酯泡沫夾芯；21、伸出部；3、樹脂基復(fù)合材料絕緣管；31、加強筋；4、金屬附件。
具體實施方式
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。實施例1 如圖1、圖2所示，本實用新型的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，包括復(fù)合材料絕緣棒以及連接于復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬附件4，復(fù)合材料絕緣棒包括一聚氨酯泡沫夾芯2、連接于聚氨酯泡沫夾芯2兩端的金屬預(yù)埋件1、以及包覆套設(shè)于聚氨酯泡沫夾芯2 和金屬預(yù)埋件1外的樹脂基復(fù)合材料絕緣管3，樹脂基復(fù)合材料絕緣管3與金屬預(yù)埋件1的結(jié)合面為機械咬合，樹脂基復(fù)合材料絕緣管3與聚氨酯泡沫夾芯2的結(jié)合面為溶滲結(jié)合(粘結(jié)加機械咬合)。本實施例中，如圖1所示，金屬預(yù)埋件1的外表面上設(shè)有兩條截面為U型、沿金屬預(yù)埋件1的環(huán)向開設(shè)并沿其軸向布置的環(huán)向溝槽11。樹脂基復(fù)合材料絕緣管3的內(nèi)表面設(shè)有與上述溝槽11配合的加強筋31。加強筋31與溝槽11形成環(huán)環(huán)相扣的結(jié)構(gòu)，使本實施例的絕緣傳動構(gòu)件可承載拉力。本實施例中，樹脂基復(fù)合材料絕緣管3的增強材料為無堿玻璃纖維層和滌綸布，樹脂基為環(huán)氧樹脂。其中，滌綸布增強層設(shè)有兩層并分別位于樹脂基復(fù)合材料絕緣管3的內(nèi)表面和外表面，內(nèi)層保證樹脂基復(fù)合材料絕緣管3與聚氨酯泡沫夾芯 2的結(jié)合強度，外層起到防止SF6分解物腐蝕的作用，兩層中間為無堿玻璃纖維層，可使絕緣傳動構(gòu)件具有更佳的物理性能。樹脂基復(fù)合材料絕緣管3制備時，可直接在上述溝槽內(nèi)鋪設(shè)增強材料后，與管體一起成型；從而使溝槽的數(shù)量、方向和截面尺寸均可根據(jù)傳動件的機械性能要求和復(fù)合材料的力學性能設(shè)計得到，可減少開關(guān)設(shè)備的隱患。本實施例中，如圖1、圖2所示，聚氨酯泡沫夾芯2形狀為圓柱體且兩端各設(shè)有一伸出部21。金屬預(yù)埋件1套接于伸出部21上，且在該金屬預(yù)埋件1的連接端倒有可減少金屬預(yù)埋件1端部場強集中的圓角13。金屬預(yù)埋件1與金屬附件4的連接段開設(shè)有外螺紋，金屬附件4旋設(shè)于外螺紋上，藉此金屬附件4螺紋連接于復(fù)合材料絕緣棒兩端。實施例2 如圖3、圖4所示，本實施例的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)與實施例 1基本相同，其區(qū)別僅在于金屬預(yù)埋件1的外表面上不僅設(shè)有兩條截面為U型的環(huán)向溝槽 11，還設(shè)有四條截面為U型的軸向溝槽12，其中環(huán)向溝槽11沿金屬預(yù)埋件1的環(huán)向開設(shè)并沿軸向布置，軸向溝槽12沿金屬預(yù)埋件1的軸向開設(shè)并沿周向均勻布置。軸向溝槽12、 環(huán)向溝槽11與樹脂基復(fù)合材料絕緣管3管體內(nèi)側(cè)對應(yīng)的加強筋31機械咬合，使本實施例的絕緣傳動構(gòu)件可用于承載拉力和扭力。另外，本實施例中，金屬預(yù)埋件1的與金屬附件4 連接的一端開設(shè)有螺孔14，金屬附件4旋設(shè)于螺孔14中。采用本實用新型的聚氨酯泡沫夾芯2、金屬預(yù)埋件1與樹脂基復(fù)合材料絕緣管3結(jié)合的結(jié)構(gòu)，可減小管體尺寸以及加工工藝對金屬附件4的結(jié)構(gòu)形式的約束，其與金屬預(yù)埋件1連接段可設(shè)計成標準接口，以便于批量工業(yè)化生產(chǎn)；金屬附件4的未連接端可根據(jù)實際使用需要設(shè)計成螺柱或者插銷的形式。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，包括復(fù)合材料絕緣棒以及連接于所述復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬附件(4)，其特征在于所述復(fù)合材料絕緣棒包括一聚氨酯泡沫夾芯 (2)、連接于所述聚氨酯泡沫夾芯(2)兩端的金屬預(yù)埋件(1)、以及包覆套設(shè)于所述聚氨酯泡沫夾芯(2 )和所述金屬預(yù)埋件(1)外的樹脂基復(fù)合材料絕緣管(3 )，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管(3)與所述金屬預(yù)埋件(1)的結(jié)合面為機械咬合，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管(3)與所述聚氨酯泡沫夾芯(2)的結(jié)合面為溶滲結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述金屬預(yù)埋件(1)的外表面上設(shè)有一條以上的溝槽，所述樹脂基復(fù)合材料絕緣管(3)的內(nèi)表面設(shè)有與所述一條以上的溝槽配合的加強筋(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述溝槽包括沿所述金屬預(yù)埋件(1)的軸向布置的環(huán)向溝槽(11)、以及沿金屬預(yù)埋件(1)的周向布置的軸向溝槽(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述聚氨酯泡沫夾芯(2 )兩端各設(shè)有一伸出部(21)，所述金屬預(yù)埋件(1)套接于所述伸出部 (21)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述金屬預(yù)埋件(1)與所述聚氨酯泡沫夾芯(2)連接端倒有圓角(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述金屬預(yù)埋件(1)與所述聚氨酯泡沫夾芯(2)連接端倒有圓角(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，其特征在于所述金屬附件(4)螺紋連接于所述復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬預(yù)埋件(1)上。
專利摘要本實用新型公開了一種輕質(zhì)夾芯復(fù)合材料絕緣傳動構(gòu)件，包括復(fù)合材料絕緣棒以及連接于復(fù)合材料絕緣棒兩端的金屬附件，復(fù)合材料絕緣棒包括一聚氨酯泡沫夾芯、連接于聚氨酯泡沫夾芯兩端的金屬預(yù)埋件、以及包覆套設(shè)于聚氨酯泡沫夾芯和金屬預(yù)埋件外的樹脂基復(fù)合材料絕緣管，樹脂基復(fù)合材料絕緣管與金屬預(yù)埋件的結(jié)合面為機械咬合，樹脂基復(fù)合材料絕緣管與聚氨酯泡沫夾芯的結(jié)合面為溶滲結(jié)合。本實用新型具有成本低廉、制備工藝簡單且不受結(jié)構(gòu)限制、機械性能好等優(yōu)點。
文檔編號H01H71/10GK201956293SQ20102068311
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者張長安 申請人:湖南厚普電力科技有限公司