电气绝缘子及其制作工艺的制作方法

1.本发明涉及电气技术领域，更具体地说，它涉及电气绝缘子及其制作工艺。


背景技术：

2.绝缘子是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件，主要作用是对架空输电线路起到电气绝缘和机械支撑。
3.由于绝缘子常被用于高空环境中，一旦发生问题很难及时维护和更换，当其在一些昼夜温差较大的地区使用时，绝缘子会在短时间内产生热胀冷缩，而长期处于这种快速热胀冷缩的状态下可能会使绝缘子发生碎裂，影响正常使用。
4.因此需要提出新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在为了解决上述的问题而提供电气绝缘子及其制作工艺。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电气绝缘子，所述绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：
7.氧化铝：2.5％-3％；氧化锌：1.5％-2.5％；陶瓷增强剂：5％-8％；硼砂：1％-3％；长石：10％-15％；硅酸铝纤维：7％-10％，余量均为高岭土；
8.所述绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：
9.石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
10.本发明进一步设置为：绝缘子的表面涂覆有荷叶乳胶漆。
11.一种电气绝缘子的制作工艺，包括以下步骤：
12.s1.配料：将高岭土、氧化铝、氧化锌、硼砂、长石加水混合后投入研磨机中研磨24h，然后将研磨后的混料过筛，并除去其中的含铁杂质，加入陶瓷增强剂，得到坯料；
13.s2.制坯：将硅酸铝纤维制成骨架，取一部分坯料，通过模具将坯料制成基础坯件，并在基础坯件上预留用于安装骨架的安装槽，将骨架置于安装槽中并使用剩余的坯料填充安装槽，得到完全坯件；
14.s3.首次上釉：将高岭土和长石经由研磨、过筛制成首次釉料，再均匀涂抹于完全坯件的表面；
15.s4.烧坯：将坯件置于窑炉中，炉温1200℃煅烧10h，然后将炉温快速降至1000℃煅烧4h，再自然降温至室温，得到绝缘子前体；
16.s5.二次上釉：将长石、石英和氧化铝加水研磨、过筛制成二次釉料，在通过淋釉工艺对烧制好的绝缘子前体进行施釉；
17.s6.烧釉：将绝缘子前体置于炉窑中，炉温1200℃煅烧24h；
18.s7.三次上釉：将二氧化钛与环氧树脂以及研磨后的长石混合后制成三次釉料，通过浸釉工艺将烧釉后的绝缘子前体进行施釉；
19.s8.再次烧釉：炉温600℃煅烧2h，得到绝缘子成品。
20.本发明进一步设置为：步骤s1和步骤s3中过筛工艺均需筛除两次，同一步骤中两次筛除所使用的筛网分别为100目筛和300目筛。
21.本发明进一步设置为：所述绝缘子的釉面厚度为0.8mm。
22.本发明进一步设置为：步骤s1中，硅酸铝纤维制成的骨架呈笼状编织。
23.综上所述，本发明具有以下有益效果：
24.通过植入笼状的硅酸铝纤维骨架，不仅可以加强绝缘子的抗冲击能力，还使得绝缘子自身的结构强度得到提升，不易开裂，同时硅酸铝纤维俗称陶瓷纤维，其主要成分为二氧化硅和氧化铝以及少量的其他金属氧化物，因此成分与陶瓷接近，与陶瓷制的绝缘子具有较高的相性，使得绝缘子在烧结后具有更高的整体性，不易从骨架的植入处开裂，进一步保证了绝缘子的结构强度，而之后的多次上釉烧釉又进一步加强了绝缘体的表面强度和绝缘性，延长了绝缘子的使用寿命，最外层的荷叶乳胶漆可以形成具有显微结构的表面，使得绝缘子的表面具有防水、保洁的功能，防止污秽黏结在绝缘子表面，进而避免污闪现象的发生，保证绝缘子的正常使用。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一：一种电气绝缘子，绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：60％；氧化铝：3％；氧化锌：2％；陶瓷增强剂：7％；硼砂：3％；长石：13％；硅酸铝纤维：10％；绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
27.实施例二：一种电气绝缘子，绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：61％；氧化铝：3％；氧化锌：2％；陶瓷增强剂：7％；硼砂：3％；长石：13％；硅酸铝纤维：9％；绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
28.实施例三：一种电气绝缘子，绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：62％；氧化铝：3％；氧化锌：2％；陶瓷增强剂：7％；硼砂：3％；长石：13％；硅酸铝纤维：8％；绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
29.实施例四：一种电气绝缘子，绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：59％；氧化铝：3％；氧化锌：2％；陶瓷增强剂：8％；硼砂：3％；长石：13％；硅酸铝纤维：10％；绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
30.实施例五：一种电气绝缘子，绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：61％；氧化铝：3％；氧化锌：2％；陶瓷增强剂：6％；硼砂：3％；长石：13％；硅酸铝纤维：10％；绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：
15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。
31.上述所有实施例的表面均涂覆有荷叶乳胶漆，荷叶乳胶漆使得绝缘子的表面具有类似荷叶表面的显微结构，使得灰尘无法粘附在绝缘子整个的表面，只能松散的聚集在一起，可以轻松被风吹走，并且其表面几乎无法被水浸润，因此雨水只能结成水珠滑落，进而保持绝缘子的表面处于干燥状态，因此绝缘子同时具备了防水和保洁的功能，使得绝缘子对污闪具有较强的预防作用；
32.并且荷叶乳胶漆具有较强的耐久性，自然条件下暴晒一年仍能保持极低的粉化程度，高于一般绝缘子的正常使用寿命，也使得绝缘子防污闪的能力得到了进一步的保障；
33.另一方面绝缘子表面存在的多个微小凸起也可以起到增加爬电距离的作用，进一步加强绝缘子的绝缘性，保证电气线路的安全性。
34.上述所有实施例均可通过以下方式制作：
35.一种电气绝缘子的制作工艺，包括下列步骤：
36.s1.配料：将高岭土、氧化铝、氧化锌、硼砂、长石加水混合后投入研磨机中研磨24h，然后将研磨后的混料过筛，并除去其中的含铁杂质，加入陶瓷增强剂，得到坯料，高岭土中含有的含铁杂质不仅导致坯件在烧结时开裂，降低成品率，还会影响绝缘子的机电性能，使得绝缘子的绝缘性下降，因此在此步骤中筛去含铁杂质，不仅可以保证成品率，还可以保证绝缘子具有较强的绝缘能力，保证绝缘子的正常使用。
37.s2.制坯：将硅酸铝纤维制成骨架，取一部分坯料，通过模具将坯料制成基础坯件，并在基础坯件上预留用于安装骨架的安装槽，将骨架置于安装槽中并使用剩余的坯料填充安装槽，得到完全坯件，当绝缘子受到外力或自身膨胀时，硅酸铝纤维骨架可以起到应力分散的作用，进而实现不易开裂的效果；
38.同时骨架也可以提高绝缘子的整体性，将绝缘子内部的结构紧密的联系在一起，并且由于硅酸铝纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝以及少量其他金属氧化物，成分与绝缘子的坯料相近，因此与坯料之间具有较高的相性，在烧结过程中结合程度更高，更有利于保证绝缘子的整体性，进而起到更强的防开裂效果；
39.另外骨架的结构和材质具有较强的保暖能力，当绝缘子白天吸收了热量后，可以降低夜晚的降温速度，进而使得绝缘子在短时间内的温度变化幅度减少，进而进一步起到减轻热胀冷缩的目的，使得温度变化对绝缘子开裂的影响程度降低；
40.除此之外，由于采用了预留安装槽的方式进行骨架安装，制坯时所需的工艺难度以及后续骨架与坯料结合的难度也有所降低，进而在一定程度上可以降低绝缘子的生产成本。
41.s3.首次上釉：将高岭土和长石经由研磨、过筛制成首次釉料，再均匀涂抹于完全坯件的表面。
42.s4.烧坯：将坯件置于窑炉中，炉温1200℃煅烧10h，然后将炉温快速降至1000℃煅烧4h，再自然降温至室温，得到绝缘子前体，长时间的高温煅烧有利于坯料的烧结，使得绝缘体获得更高的强度，进而加强绝缘子的防开裂能力。
43.s5.二次上釉：将长石、石英和氧化铝加水研磨、过筛制成二次釉料，再通过淋釉工艺对烧制好的绝缘子前体进行施釉，石英和氧化铝都可以在煅烧的过程中形成玻璃质的釉面，具有较高的强度，因此可以对绝缘子的表面起到较强的保护作用。
44.s6.烧釉：将绝缘子前体置于炉窑中，炉温1200℃煅烧24h，长时间高温使得二次釉料结晶化，进而对绝缘子起到保护作用。
45.s7.三次上釉：将二氧化钛与环氧树脂以及研磨后的长石混合后制成三次釉料，通过浸釉工艺将烧釉后的绝缘子前体进行施釉，二氧化钛具有较强的耐候性和耐酸碱能力，将此材料施加于绝缘子的表面，使得绝缘子可以应对更多的气象环境，进而使得绝缘子的应用范围得到扩展，而环氧树脂具有的强电气绝缘性，又进一步加强了绝缘子的绝缘能力，保证绝缘子的正常使用。
46.s8.再次烧釉：炉温600℃煅烧2h，得到绝缘子成品，经过600℃的高温后，环氧树脂发生固化，同时长石结晶化，将二氧化钛附着在绝缘子表面，经过三遍施釉和烧釉后绝缘子的釉面总厚度为0.8mm，该厚度的釉面可以对绝缘子的强度起到更高的强化作用。
47.上述步骤中，步骤s1和步骤s3中过筛工艺均需筛除两次，同一步骤中两次筛除所使用的筛网分别为100目筛和300目筛，两次筛除使得坯料和釉料中的杂质和较大的颗粒可以被充分筛除，使得坯料和釉料颗粒更加细腻，充分保证绝缘子煅烧时的成品率，有利于降低生产成本。
48.对比例一，去除坯料中的硅酸铝纤维，其余同实施例一，余量采用高岭土补足。
49.将上述实施例一至实施例五与对比例一在高温和低温条件下与其在常温(20℃)下的体积进行对比，对比结果如表1所示：
50.表1为高温时膨胀率以及低温时收缩率，
[0051][0052]
根据上表可以得出，本发明的绝缘子在极端高温和低温的情况下，体积与常温下的变化较小，可以适应长期在昼夜温差较大的地区使用；
[0053]
对比实施例一至实施例三以及对比例一可知，硅酸铝纤维骨架对降低绝缘子热胀
冷缩率的作用较为明显，进而显著减低环境温度对绝缘子体积变化的影响，保证绝缘子正常使用时不会出现开裂、胀破等问题，同时也由于骨架结构可以对绝缘子的强度起到一定的强化作用；
[0054]
而对比实施例一、实施例四和实施例五可知，陶瓷增强剂虽然对绝缘子的强度有着一定的强化作用，但是其对绝缘子热胀冷缩率的影响较小，适当在绝缘子坯料中添加一定比例的陶瓷增强剂有利于辅助硅酸铝纤维骨架对绝缘子的强度起到加强作用。
[0055]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种电气绝缘子，其特征在于，所述绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：氧化铝：2.5％-3％；氧化锌：1.5％-2.5％；陶瓷增强剂：5％-8％；硼砂：1％-3％；长石：10％-15％；硅酸铝纤维：7％-10％，余量均为高岭土；所述绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：40％；长石：10％；高岭土：15％；二氧化钛：10％；氧化铝：5％；环氧树脂：20％。2.根据权利要求1所述的电气绝缘子，其特征在于，所述绝缘子的表面涂覆有荷叶乳胶漆。3.电气绝缘子的制作工艺，应用如权利要求1-2任意一项所述的电气绝缘子，其特征在于，包括以下步骤：s1.配料：将高岭土、氧化铝、氧化锌、硼砂、长石加水混合后投入研磨机中研磨24h，然后将研磨后的混料过筛，并除去其中含铁杂质，加入陶瓷增强剂，得到坯料；s2.制坯：将硅酸铝纤维制成骨架，取一部分坯料，通过模具将坯料制成基础坯件，并在基础坯件上预留用于安装骨架的安装槽，将骨架置于安装槽中并使用剩余的坯料填充安装槽，得到完全坯件；s3.首次上釉：将高岭土和长石经由研磨、过筛制成首次釉料，再均匀涂抹于完全坯件的表面；s4.烧坯：将坯件置于窑炉中，炉温1200℃煅烧10h，然后将炉温快速降至1000℃煅烧4h，再自然降温至室温，得到绝缘子前体；s5.二次上釉：将长石、石英和氧化铝加水研磨、过筛制成二次釉料，在通过淋釉工艺对烧制好的绝缘子前体进行施釉；s6.烧釉：将绝缘子前体置于炉窑中，炉温1200℃煅烧24h；s7.三次上釉：将二氧化钛与环氧树脂以及研磨后的长石混合后制成三次釉料，通过浸釉工艺将烧釉后的绝缘子前体进行施釉；s8.再次烧釉：炉温600℃煅烧2h，得到绝缘子成品。4.根据权利要求3所述的电气绝缘子的制作工艺，其特征在于，步骤s1和步骤s3中过筛工艺均需筛除两次，同一步骤中两次筛除所使用的筛网分别为100目筛和300目筛。5.根据权利要求3所述的电气绝缘子的制作工艺，其特征在于，经过三次上釉后，所述绝缘子的釉面厚度为0.8mm。6.根据权利要求3所述的电气绝缘子的制作工艺，其特征在于，步骤s1中，硅酸铝纤维制成的骨架呈笼状编织。

技术总结
本发明公开了电气绝缘子及其制作工艺，涉及电气技术领域，其技术方案要点是：所述绝缘子的瓷体部分含有下述重量百分比的组分：高岭土：35％；樟村土：30％；氧化铝：2.5％；氧化锌：1.5％；陶瓷增强剂：5％；硼砂：3％；长石：15％；硅酸铝纤维：7％；所述绝缘子的釉面部分含有下述重量百分比的组分：石英：15％-25％；长石：10％-25％；高岭土：10％-15％；二氧化钛：10％-12％；氧化铝：5％-8％；环氧树脂：15％-25％。本发明通过制坯时植入笼状的硅酸铝纤维骨架，不仅可以加强绝缘子的抗冲击能力，还使得绝缘子自身的结构强度得到提升，不易开裂，同时硅酸铝纤维的热胀冷缩系数低，体积几乎不受温度影响，可以起到降低绝缘子热胀冷缩系数的作用，减少温度变化对绝缘子产生的影响。减少温度变化对绝缘子产生的影响。


技术研发人员：舒植阳
受保护的技术使用者：绍兴凯帅电气设备有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/9