[發明專利]一種新型高速電力機車用云母陶瓷絕緣子及其制造方法

有效

• 申請號: 200810239109.5
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101746280A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 宋魯源;王勝軍;呂寶林;王永軍;程科;戈榮江;代通
• 申請（專利權）人: 北京中材人工晶體有限公司
• 主分類號: B60M1/16
• 分類號: B60M1/16;C04B35/622;C04B37/02
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術領域

本發明涉及一種電力機車用的絕緣子及其制造方法，具體講是一種高速電力機車 用的云母陶瓷絕緣子及其制造方法。

背景技術

隨著對鐵路運輸的需求日益增加，近年來國內紛紛引進外國先進的高速電力機車 的整車制造技術。因此，對國外技術的吸收、消化，使機車各零部件逐步實現國產化 已成為當務之急。

絕緣子是電力系統的重要零部件。引進的高速電力機車中，基本上都是采用大功 率交流電機傳動的動力方式，不同于目前國內主流的直流電機傳動的電力機車。在現 有的直流電機傳動的電力機車中普遍使用的是采用橡膠、樹脂等有機高分子復合材料 絕緣子，這種絕緣子相對傳統的陶瓷絕緣子具有制造工藝相對簡單、成型比較容易、 產品質量可靠性較高等優點。但是，有機高分子材料本身存在著明顯的缺點，如耐溫、 耐老化性能差。一般的有機絕緣材料最高使用溫度不超過300℃，并且當溫度較高時 其使用壽命也大打折扣。高速電力機車的高壓電機等部位在運行時產生大量的熱量， 電機內溫度往往達到100℃以上。隨著環境溫度上升，有機高分子材料的老化速度加 快，使用壽命縮短，并產生開裂、機械、電氣性能下降等問題，嚴重影響產品的質量 穩定性。原先應用于直流傳動系統的絕緣子產品無法完全滿足高速電力機車的需求。

高速電力機車采用大功率交流電力的動力系統，在機車內部包括高壓電機、電力 柜等高壓線路密布的部位都需要絕緣子來固定和絕緣。該高壓電機中的轉子等部位在 運行中處于高速旋轉的狀態，而且高壓電機、電力柜等部位的空間有限，因此要求安 裝在其中的絕緣子在相同體積大小時，具有更好的耐高壓、高強度、耐高溫的特性， 這對絕緣子的選擇提出了苛刻的條件。傳統的陶瓷絕緣子在陶瓷絕緣體的制備上需要 優質粘土為原料，本身對資源的浪費很大。而且因其生產工藝所決定，陶瓷絕緣子尺 寸精度低、一致性差，以及金屬嵌接件與陶瓷絕緣體結合強度差導致絕緣子整體機械 強度差；目前電力機車上應用最多的是有機高分子復合材料絕緣子，他們主要是采用 無機材料與高分子有機材料(如中國專利CN101088801A中的環氧樹脂芯棒)復合制備 絕緣體，外表敷以高溫硫化硅等有機層。復合材料絕緣子相對傳統的陶瓷絕緣子有許 多優點，如產品質量比較穩定，成型性能較好，產品的機械強度和絕緣強度比較穩定， 但其存在明顯的缺點，即無法承受較高的工作溫度。由于高速電力機車的高壓電機等 部位在運行時溫度較高，有機材料長期在高溫下工作會急劇老化，產品使用壽命大大 縮短。因此當務之急就是設計并制造能夠滿足高速電力機車使用要求的絕緣子產品。

作為耐高溫的無機絕緣材料的合成云母陶瓷在國內外早已有生產和銷售，具有金 屬嵌接件的制品也早已問世，但由于其工藝中一直存在一定的問題，特別是坯體的尺 寸精度要求較高時，很難壓實致密，即使壓制成坯，在放置的過程中也往往由于云母 晶體的彈性膨脹使坯體有些松弛，造成操作上的困難和制品密度不太理想，上述問題 一直沒有很好解決。

發明內容

為了解決現有技術中坯體難于壓實致密，產品致密性差，使用壽命短等缺陷；本 發明的目的在于提供一種可以滿足坯體壓實致密，提高產品壽命及該產品的絕緣性能、 機械性能以及耐高溫性能的云母陶瓷絕緣子產品及其制造方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種高速電力機車用云母陶瓷絕 緣子，包括云母陶瓷絕緣體和金屬嵌接件，金屬嵌接件包括上、下2個獨立的極柱，2 個極柱都分為外端和內端，內端嵌接在云母陶瓷絕緣體中，下極柱的外端通過外螺紋 或內螺紋安裝在機車電機外殼固定物上，上極柱的外端作為導入電機的電纜線和外來 電源電纜相連的接線柱并通過外螺紋和螺帽固定，其特點為：上極柱在被陶瓷體所包 圍的內端上緊接外端處設置一直徑大于外端的圓柱體，在圓體下設置一圓錐筒形體， 該圓錐形筒壁厚2～5mm，內壁設有三角牙型的環狀溝槽或螺紋結構，在圓錐形筒體下 方設一六方柱形筒體，其內徑與圓錐形筒體下部一致，其內壁同樣設有三角牙型的環 狀溝槽或螺紋結構；在下極柱的內端設有三個圓柱體結構，在緊接外端處設一直徑大 于外端的圓柱，在該圓柱下再設一直徑大于該圓柱的第二個圓柱，緊接該大的圓柱下 設一直徑小于上極柱的內端圓錐筒和六方柱筒體內徑2～16mm的并具有外螺紋的柱 體；上、下極柱的兩內端的距離保持1～8mm之間，下極柱內端的端部圓柱體伸入至上 極柱內端的圓錐筒和六方柱筒的空間中。