專利名稱：絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吊式絕緣子、棒式絕緣子、發(fā)電廠柱狀絕緣子(SP絕緣子)、裝腳型絕緣子(LP絕緣子)、絕緣管、中實絕緣管等絕緣子。
背景技術(shù)：
作為絕緣子的一種形式，有具備通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的形式的絕緣子。在該形式的絕緣子的范疇內(nèi)，存在吊式絕緣子、棒式絕緣子、發(fā)電廠柱狀絕緣子(SP絕緣子)、裝腳型絕緣子(LP絕緣子)、絕緣管、中實絕緣管等，通常，絕緣子本體由瓷或玻璃等無機質(zhì)的絕緣性材料形成。在特公平5-42387號公報中公開了作為該形式的絕緣子的典型例子的吊式絕緣子。
吊式絕緣子具備瓷本體和通過水泥砂漿硬化體接合在瓷本體的一側(cè)的金屬柱帽以及通過水泥砂漿硬化體接合在上述瓷本體的另一側(cè)的金屬銷。對該吊式絕緣子的硬化體來說，一般使用波特蘭水泥砂漿。波特蘭水泥砂漿是將波特蘭水泥、減水劑、骨料和水混合而構(gòu)成的水泥混合物，通過將其養(yǎng)護而形成為水泥砂漿硬化體。水泥砂漿硬化體以此狀態(tài)將金屬柱帽、金屬銷牢固地接合在瓷本體上。
另外，在該形式之外的其他絕緣子或絕緣管中，作為金屬配件，替代金屬柱帽或金屬銷，而采用基底金屬配件或金屬法蘭盤，但在將基底金屬配件或金屬法蘭盤接合在絕緣子本體或絕緣管本體的一側(cè)或者兩側(cè)而裝配的場合，為了接合基底金屬配件或金屬法蘭盤，使用波特蘭水泥的水泥砂漿硬化體。
發(fā)明要解決的課題然而，在該形式的絕緣子中，從其用途上看，在要求高機械強度(抗拉強度)和電氣強度(絕緣破壞強度等)的同時，要求長時間維持高機械強度和電氣強度。為此，對水泥砂漿硬化體來說，在初期和經(jīng)過長期還要求其自身的高機械強度。為了適應(yīng)這些要求，作為構(gòu)成水泥砂漿硬化體的水泥，適合使用能夠形成具有高強度的硬化體的水泥。
為此，作為形成該種形式絕緣子的水泥砂漿硬化體的水泥，希望替代現(xiàn)在使用的波特蘭水泥，而采用比波特蘭水泥能發(fā)揮高強度的高鋁水泥。另外，高鋁水泥與波特蘭水泥相比，作為水泥砂漿硬化體的收縮率小，機械強度的波動少，因而在強度上是有利的，同時為使水泥砂漿硬化的養(yǎng)護時間短，在這點上也是有利的。
但是，高鋁水泥砂漿顯示膨脹性的流動特性，因此在將高鋁水泥砂漿注入到瓷本體等絕緣子本體以及金屬柱帽和金屬銷等金屬配件之間，從而裝配絕緣子的裝配作業(yè)上存在難點，尤其是，在絕緣子本體的接合部位采用附著砂子的工具時，存在裝配作業(yè)變得更加困難的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于使作為構(gòu)成該種形式絕緣子的水泥砂漿硬化體的水泥采用高鋁水泥成為可能，并提供具有高的機械強度和電氣強度，同時能夠長時間維持高的機械強度和電氣強度的絕緣子；進一步地，謀求縮短形成該水泥砂漿硬化體時的養(yǎng)護時間，降低絕緣子的制造成本。
解決課題的手段本發(fā)明與絕緣子有關(guān)，尤其是以吊式絕緣子、棒式絕緣子、發(fā)電廠柱狀絕緣子(SP絕緣子)、裝腳型絕緣子(LP絕緣子)、絕緣管、中實絕緣管等為適用對象。
因此，在本發(fā)明中，將這些絕緣子和絕緣管統(tǒng)稱為絕緣子，將構(gòu)成這些絕緣子和絕緣管的絕緣體統(tǒng)稱為絕緣子本體，而且，將構(gòu)成這些絕緣子和絕緣管的金屬柱帽、金屬銷、基底金屬配件和金屬法蘭盤統(tǒng)稱為金屬配件。
于是，有關(guān)本發(fā)明的第1絕緣子是具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子，其特征在于上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g、在粒子的外周面具有至少10nm厚的非晶質(zhì)相的高鋁水泥、減水劑和水混合而成的水泥漿經(jīng)養(yǎng)護而構(gòu)成的硬化體，是將上述水泥漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
另外，有關(guān)本發(fā)明的第2絕緣子是具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子，其特征在于上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g、在粒子的外周面具有至少10nm厚的非晶質(zhì)相的高鋁水泥、減水劑、骨料和水混合而成的水泥砂漿經(jīng)養(yǎng)護而成的硬化體，是將上述水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
有關(guān)本發(fā)明的第1絕緣子和第2絕緣子是屬于作為其主要構(gòu)成彼此相同的同一范疇的第1范疇，在這兩種絕緣子中，將上述高鋁水泥的比表面積規(guī)定為3500cm2/g～5000cm2/g的范圍，而且可以將該高鋁水泥的粒子所具有的非晶質(zhì)相的厚度規(guī)定為10nm～103nm的范圍。根據(jù)已粉碎的高鋁水泥的放置時間的長短不同，可以調(diào)整非晶質(zhì)的厚度。再者，所謂高鋁水泥的放置時間是指已粉碎的高鋁水泥在用水進行混合之前所放置的時間。
又，有關(guān)本發(fā)明的第3絕緣子是具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子，其特征在于上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g的高鋁水泥、高分子立體阻礙型減水劑和水混合而成的水泥漿進行養(yǎng)護而成的硬化體，是將上述水泥漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
又，有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子是具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子，其特征在于上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g的高鋁水泥、高分子立體阻礙型減水劑、骨料和水混合而成的水泥砂漿經(jīng)養(yǎng)護而成的硬化體，是將上述水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
有關(guān)本發(fā)明的第3絕緣子和第4絕緣子是屬于作為其主要構(gòu)成彼此相同的同一范疇的第2范疇，在這兩種絕緣子中，作為上述高分子立體阻礙型減水劑，可以采用聚羧酸鹽系的梳形高分子物或者氨基磺酸鹽高分子物。
在有關(guān)本發(fā)明的第1絕緣子和第3絕緣子中，可將構(gòu)成上述水泥混合物硬化體的水泥漿的組成的混合比例設(shè)定為相對于高鋁水泥，減水劑在5重量％以下，水在15重量％～30重量％的范圍。
又，在有關(guān)本發(fā)明的第2絕緣子和第4絕緣子中，可將構(gòu)成上述水泥混合物硬化體的水泥砂漿的組成的混合比例設(shè)定為相對于高鋁水泥，減水劑在5重量％以下，骨料在100重量％以下，水在15重量％～30重量％的范圍。
在有關(guān)本發(fā)明的第1絕緣子～第4種絕緣子中，作為上述高鋁水泥，可以采用具有Al2O3為45重量％～60重量％的范圍、CaO為30重量％～40重量％的范圍、SiO2為10重量％以下、Fe2O3為5重量％以下的組成的水泥。
發(fā)明的作用·效果在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的第1絕緣子和第2絕緣子中，作為形成水泥漿或者水泥砂漿(該水泥漿或者水泥砂漿構(gòu)成在絕緣子本體的至少一側(cè)接合金屬配件的水泥混合物硬化體)的水泥，采用比表面積至少是3500cm2/g、在高鋁水泥粒子的外周面具備至少10nm厚度的非晶質(zhì)相的高鋁水泥，將調(diào)制成的水泥漿或者水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護從而構(gòu)成水泥混合物硬化體。
又，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的第3絕緣子和第4絕緣子中，作為形成水泥漿或者水泥砂漿(該水泥漿或者水泥砂漿構(gòu)成在絕緣子本體的至少一側(cè)接合金屬配件的水泥混合物硬化體)的水泥，在采用比表面積至少是3500cm2/g的高鋁水泥的同時，作為減水劑采用高分子立體阻礙型減水劑，將調(diào)制成的水泥漿或者水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護從而構(gòu)成水泥混合物硬化體。
在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的各絕緣子的裝配作業(yè)中所使用的水泥漿或者水泥砂漿，盡管是以高鋁水泥為基體的高鋁水泥漿或者高鋁水泥砂漿，但由于所規(guī)定特性的高鋁水泥的作用，膨脹性的流動特性變小，在絕緣子裝配作業(yè)時向絕緣子本體和金屬配件之間的注入變得順暢，因而絕緣子的裝配作業(yè)變得容易。
換言之，在絕緣子的裝配作業(yè)中，高鋁水泥漿和高鋁水泥砂漿的使用成為可能。尤其是在絕緣子本體的接合部位采用附著砂子的工具時，即使是裝配作業(yè)變得更加困難的絕緣子的裝配作業(yè)，也使采用高鋁水泥漿和高鋁水泥砂漿成為可能。另外，已構(gòu)成的水泥混合物硬化體起因于高鋁水泥，成為具有所希望的高的機械強度和電氣強度的硬化體，而且這些強度能夠長時間維持。
像這樣，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的第1絕緣子和第2絕緣子中，在絕緣子的裝配作業(yè)中使用的水泥漿或者水泥砂漿，由于流動特性良好，因此既提高絕緣子本體和金屬配件的密合性，也和高鋁水泥的作用疊加，有助于提高作為絕緣子的機械強度和電氣強度。
因此，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的各絕緣子中，可發(fā)揮將金屬配件接合在絕緣子本體上的功能的水泥混合物硬化體起因于高鋁水泥，在初期和經(jīng)過長期具有高強度，因此在具有高的機械強度和電氣強度的同時，能夠長時間維持高的機械強度和電氣強度。另外，由于高鋁水泥漿和高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護在短時間內(nèi)可達到，因此能夠謀求由養(yǎng)護時間的縮短而產(chǎn)生的絕緣子制造成本的降低。
又，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的第3絕緣子和第4絕緣子的裝配作業(yè)中所使用的水泥漿或者水泥砂漿盡管也是以高鋁水泥為基體的高鋁水泥漿或者高鋁水泥砂漿，但由于所規(guī)定特性的高鋁水泥和減水劑的作用，膨脹性的流動特性變小，在絕緣子裝配作業(yè)時向絕緣子本體和金屬配件之間的注入變得順暢，因而絕緣子的裝配作業(yè)變得容易。因此，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的絕緣子中，也達到和屬于第1范疇的絕緣子一樣的作用效果。
像這樣，構(gòu)成發(fā)揮優(yōu)良功能的水泥混合物硬化體的高鋁水泥漿的組成的混合比例中，相對于高鋁水泥，減水劑為5重量％以下，水為15重量％～30重量％的范圍為好。另外，在相同水泥混合物硬化體的構(gòu)成中采用的高鋁水泥砂漿的組成的混合比例中，相對于高鋁水泥，減水劑為5重量％以下，骨料為100重量％以下，水為15重量％～30重量％的范圍為好。
另外，在這些高鋁水泥漿和高鋁水泥砂漿中所采用的高鋁水泥，最好具有Al2O3為45重量％～60重量％、CaO為30重量％～40重量％、SiO2為10重量％以下、Fe2O3為5重量％以下的組成。
關(guān)于高鋁水泥的Al2O3值和CaO值，從水泥漿和水泥砂漿的凝結(jié)特性、它們的硬化物的機械特性、它們的成本方面考慮，最好是Al2O3為45重量％～60重量％的范圍，CaO為30重量％～40重量％的范圍。另外，關(guān)于高鋁水泥的SiO2值和Fe2O3值，如果多量地含有SiO2和Fe2O3，就會引起凝結(jié)遲緩和機械強度降低，因此，最好是SiO2為10重量％以下，F(xiàn)e2O3為5重量％以下。
關(guān)于高鋁水泥漿和高鋁水泥砂漿中的水，雖然水越少硬化物的機械強度越提高，但絕緣子的裝配作業(yè)性惡化，因此，最好是15～30重量％的范圍。就高鋁水泥砂漿中的骨料來說，骨料有助于提高硬化物的機械強度，但多量的骨料損害水泥砂漿的流動特性，給絕緣子的裝配作業(yè)性帶來惡劣的影響，因此，骨料在100重量％以下為好。
減水劑有高分子立體阻礙型減水劑和靜電排斥型等，但尤其在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的第3絕緣子和第4絕緣子中，作為減水劑采用高分子立體阻礙型。作為高分子立體阻礙型減水劑，主體地顯示聚羧酸鹽系的梳形高分子物和氨基磺酸鹽高分子物等高分子立體阻礙型的分散作用，聚羧酸鹽系的梳形高分子物更好。
當(dāng)這樣的高分子立體阻礙型減水劑吸附在高鋁水泥粒子上時，則使聚醚鏈等側(cè)鏈在高鋁水泥粒子的周圍擴展而形成立體阻礙，顯示高的分散性和流動性。側(cè)鏈越長，該效果越大。另外，這種高分子立體阻礙型減水劑具有難以引起凝結(jié)遲緩的特征。高分子立體阻礙型減水劑的使用量在5重量％以下，即使添加量超過5重量％，也得不到更高的效果。
像這樣，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的第3絕緣子和第4絕緣子中，作為減水劑采用高分子立體阻礙型。與此相反，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的第1絕緣子和第2絕緣子中，作為減水劑，也能夠使用歷來所用的通常的減水劑，以此為前提，除了特別規(guī)定高鋁水泥的比表面積以外，將高鋁水泥的粒子在外周面所具有的非晶質(zhì)相的厚度特定為10nm以上。
由此，謀求提高水泥漿和水泥砂漿的流動特性并提高水泥混合物硬化體的強度。得到這些效果的理由可推測為以下的理由。
高鋁水泥在剛粉碎后，表面活性高。因此，在使用剛粉碎后的表面活性高的高鋁水泥來調(diào)制水泥漿、水泥砂漿時，在混合時，高鋁水泥和水的水合反應(yīng)激烈地進行。其結(jié)果可以為，在水泥漿或水泥砂漿中，鈣離子和鋁離子等的溶解析出急增，水泥漿和水泥砂漿的粘性變高，而流動值降低，從而使裝配作業(yè)性惡化。
又，當(dāng)高鋁水泥和水的水合反應(yīng)激烈地進行時，則在水泥混合物中，產(chǎn)生氣孔，產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致密度降低。因此，可認為導(dǎo)致水泥硬化體的強度降低，招致絕緣子的抗拉強度降低。
另一方面，例如若將剛粉碎后的高鋁水泥放置在空氣中，則空氣中的水分就會吸附在高鋁水泥粒子的外周面上，在高鋁水泥粒子的外周面生成非晶質(zhì)相，使高鋁水泥的表面活性降低?？梢哉J為，由于生成這種非晶質(zhì)相，從而在抑制從高鋁水泥粒子溶解析出離子的同時，高鋁水泥粒子的形狀從圓狀改善成帶狀，水泥漿和水泥砂漿的粘性降低。另外，可以認為，由于生成非晶質(zhì)相，在水泥混合物中的水合反應(yīng)變得緩慢，起因于激烈的水合反應(yīng)的硬化體的強度降低也受到抑制。
再者，從高鋁水泥的表面活性的方面看來，高鋁水泥的比表面積越大，表面活性越高，因此，高鋁水泥的比表面積超過5000cm2/g未必是理想的。
附圖的簡單說明

圖1是省略有關(guān)本發(fā)明一例的吊式絕緣子的一部分的縱截面圖。
圖2是表示形成水泥砂漿硬化體的高鋁水泥的比表面積和流動值關(guān)系的圖。
圖3是表示形成水泥砂漿硬化體的高鋁水泥的比表面積和抗拉強度的關(guān)系的圖。
圖4是表示形成水泥砂漿硬化體的高鋁水泥粒子的非晶質(zhì)相厚度和流動值的關(guān)系的圖。
圖5是表示形成水泥砂漿硬化體的高鋁水泥粒子的非晶質(zhì)相厚度和抗拉強度的關(guān)系的圖。
符號的說明10…吊式絕緣子，11…瓷本體，12…金屬柱帽，13…金屬銷，14…水泥砂漿硬化體。
發(fā)明的實施方案本發(fā)明是具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子，對于本發(fā)明的實施方案，在圖1中提示作為其代表例的吊式絕緣子。再者，該吊式絕緣子呈左右對稱的形狀，因此，在該圖中，省略以左右的中心線為基準的右半部分的部位來圖示。
該吊式絕緣子10用傘狀的瓷本體11、金屬柱帽12、金屬銷13、以及使這些金屬柱帽12和金屬銷13分別接合在瓷本體11上的水泥砂漿硬化體14構(gòu)成。在該吊式絕緣子10中，除了水泥砂漿硬化體14的組成以及作為水泥砂漿硬化體14的原料的水泥砂漿以外，是和以往的吊式絕緣子相同的構(gòu)成。
再者，在有關(guān)本發(fā)明的絕緣子中，除了省略骨料這點之外，也可替代水泥砂漿硬化體14而采用和水泥砂漿硬化體14相同的組成的水泥漿硬化體。
在有關(guān)本發(fā)明的絕緣子中，通過選定形成水泥砂漿(該水泥砂漿構(gòu)成水泥砂漿硬化體14)的高鋁水泥和減水劑，從而包括屬于第1范疇的絕緣子和屬于第2范疇的不同的2種絕緣子。
在屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的絕緣子中，水泥砂漿硬化體14是將高鋁水泥、減水劑、骨料和水這4者混合而成的高鋁水泥砂漿，以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而使之硬化的水泥砂漿硬化體，為了提高將金屬柱帽12和金屬銷13接合在瓷本體11上的裝配作業(yè)的作業(yè)性，以及為了發(fā)揮所形成的水泥砂漿硬化體14的高的接合強度，作為高鋁水泥，采用具有特定的特性的高鋁水泥。
又，在屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的絕緣子中，也是同樣的，水泥砂漿硬化體14是將高鋁水泥、減水劑、骨料和水這4者混合而成的高鋁水泥砂漿，以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而使之硬化的水泥砂漿硬化體，為了提高將金屬柱帽12和金屬銷13接合在瓷本體11上的裝配作業(yè)的作業(yè)性，以及為了發(fā)揮所形成的水泥砂漿硬化體14的高的接合強度，作為高鋁水泥，采用具有特定的特性的高鋁水泥，而且，作為減水劑，采用具有特定的特性的減水劑。
因此，屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的絕緣子和屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的絕緣子，通過采用相互不同的特性的高鋁水泥砂漿，要達到有關(guān)本發(fā)明的同一目的，以下，關(guān)于這些絕緣子，個別地加以說明。
關(guān)于構(gòu)成屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的絕緣子和屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的絕緣子的水泥砂漿硬化體14，作為其必須構(gòu)成要件的高鋁水泥的比表面積是基于空氣透過法(布萊恩法)測定的。另外，高鋁水泥的粒子(高鋁水泥粒子)所具有的非晶質(zhì)相的鑒定是在使碳蒸鍍于高鋁水泥粒子的表面的狀態(tài)下，通過電子顯微鏡的微觀結(jié)構(gòu)分析進行。對非晶質(zhì)相來說，看不到晶格圖像，如果以電子束的斑點作成衍射圖像，則因為發(fā)現(xiàn)非晶質(zhì)相特有的擴散環(huán)，所以能夠判別?；谠撗苌鋱D像，在高鋁水泥粒子的各部位測定非晶質(zhì)相的厚度，以其平均值作為厚度。再者，非晶質(zhì)相的主成分是CaO和Al2O3。
首先，說明屬于有關(guān)本發(fā)明的第1范疇的絕緣子的實施方案，但該實施方案的絕緣子相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第2絕緣子，因此，以下將該實施方案的絕緣子稱為第2絕緣子。
構(gòu)成作為該實施方案的第2絕緣子的水泥砂漿硬化體的水泥砂漿是由高鋁水泥、減水劑、骨料和水這4者構(gòu)成的，高鋁水泥的比表面積至少是3500cm2/g，最好是4000cm2/g～5000cm2/g的范圍，其組成如下Al2O3是45～60重量％的范圍、CaO是30～40重量％的范圍、SiO2是10重量％以下、Fe2O3是5重量％以下。另外，高鋁水泥粒子在其外周面具備至少為10nm、最好為10nm～103nm厚的非晶質(zhì)相。高鋁水泥粒子的非晶質(zhì)相是通過將剛粉碎后的高鋁水泥放置規(guī)定的時間而形成的，但其厚度可以通過從剛粉碎后至用水混合的放置時間的長短不同而比較容易地調(diào)整。
另外，形成高鋁水泥砂漿的減水劑沒有特別的限制，可以使用通常使用的各種減水劑。又，關(guān)于骨料，也可以是通常使用的骨料，例如，最好是平均粒徑為500μm～50μm的范圍的石英砂。
該高鋁水泥砂漿，其膨脹性的流動特性小，因此使吊式絕緣子10的裝配作業(yè)變得容易。換言之，在該吊式絕緣子10的裝配作業(yè)中可以采用高鋁水泥。在該高鋁水泥砂漿中的水(W)和水泥(C)之比(水比W/C)最好是15％～30％的范圍。
在該吊式絕緣子10的裝配作業(yè)中，高鋁水泥砂漿注入并介于瓷本體11的表面?zhèn)鹊捻敳亢徒饘僦?2之間以及瓷本體11的里面?zhèn)鹊陌疾亢徒饘黉N13之間，以該夾入狀態(tài)進行養(yǎng)護而形成為水泥砂漿硬化體14。該高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護是以潤濕狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護。最好在50℃～80℃的溫度范圍內(nèi)進行蒸汽養(yǎng)護。
將該高鋁水泥砂漿養(yǎng)護而形成的水泥砂漿硬化體14具有起因于高鋁水泥的高的機械強度。因此，以該水泥砂漿硬化體14作為金屬柱帽12和金屬銷13的接合手段的吊式絕緣子10具有高的機械強度和電氣強度，同時能夠長時間維持高的機械強度和電氣強度。另外，該高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護時間宜短，通過縮短養(yǎng)護時間，能夠謀求該吊式絕緣子10的制造成本的降低。
其次，說明屬于有關(guān)本發(fā)明的第2范疇的絕緣子的實施方案，該實施方案的絕緣子相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子，因此以下將該實施方案的絕緣子稱為第4絕緣子。
構(gòu)成作為該實施方案的第4絕緣子的水泥砂漿硬化體的水泥砂漿是由高鋁水泥、減水劑、骨料和水這4者構(gòu)成的，高鋁水泥的比表面積至少是3500cm2/g，最好是4000cm2/g～5000cm2/g的范圍，其組成是Al2O3為45～60重量％、CaO為30～40重量％、SiO2為10重量％以下、Fe2O3為5重量％以下。另外，減水劑是高分子立體阻礙型減水劑，是聚羧酸鹽系的梳形高分子物或者氨基磺酸鹽高分子物。另外，骨料可以是通常使用的骨料，例如最好是平均粒徑為500μm～50μm范圍的石英砂。
在該水泥砂漿中的高鋁水泥、高分子立體阻礙型減水劑、骨料和水這4者的合適的混合比例為相對于高鋁水泥，高分子立體阻礙型減水劑為5重量％以下、骨料為100重量％以下、水為15～30重量％的范圍。
該高鋁水泥砂漿，其膨脹性的流動特性小，因此使吊式絕緣子10的裝配作業(yè)容易。換言之，在該吊式絕緣子10的裝配作業(yè)中可采用高鋁水泥。在該高鋁水泥砂漿中的水(W)和水泥(C)之比(水比W/C)最好是15％～30％的范圍。
在該吊式絕緣子10的裝配作業(yè)中，高鋁水泥砂漿注入并介于瓷本體11的表面?zhèn)鹊捻敳亢徒饘僦?2之間以及瓷本體11的里面?zhèn)鹊陌疾亢徒饘黉N13之間，以該夾入狀態(tài)進行養(yǎng)護而形成水泥砂漿硬化體14。該高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護是以潤濕狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護。最好是在50℃～80℃的范圍進行蒸汽養(yǎng)護。
將該高鋁水泥砂漿養(yǎng)護而形成的水泥砂漿硬化體14具有起因于高鋁水泥的高的機械強度。因此，以該水泥砂漿硬化體14作為金屬柱帽12和金屬銷13的接合手段的吊式絕緣子10具有高的機械強度和電氣強度，同時能夠長時間維持高的機械強度和電氣強度。另外，該高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護時間宜短，通過縮短養(yǎng)護時間，能夠謀求該吊式絕緣子10的制造成本的降低。
實施例在本實施例中，使用各種水泥砂漿，進行圖1所示結(jié)構(gòu)的吊式絕緣子的裝配作業(yè)，確認作為高鋁水泥砂漿的水泥砂漿硬化體的構(gòu)成原料的使用可能性，特別規(guī)定可使用的高鋁水泥、水泥砂漿的各個組成的混合比例，特別規(guī)定減水劑的種類，而且特別規(guī)定高鋁水泥砂漿的合適養(yǎng)護條件。這些確認和特別規(guī)定是基于吊式絕緣子的裝配作業(yè)性以及裝配成的吊式絕緣子的強度特性的評價進行的。
實施例1在本實施例中，進行了關(guān)于作為高鋁水泥砂漿的水泥砂漿硬化體的構(gòu)成原料的使用可能性的實驗。在本實驗中，作為水泥砂漿硬化體的構(gòu)成原料，采用構(gòu)成有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子的水泥硬化體的高鋁水泥砂漿(實施例1-1、1-2)和有關(guān)比較例的高鋁水泥砂漿(比較例1-1)以及一般所使用的波特蘭水泥砂漿(比較例1-2)。這些水泥砂漿的各組成示于表1。
表1(水泥砂漿)

高鋁水泥組成Al2O3...55重量％、CaO...35重量％、SiO2...5重量％、Fe2O3...0.5重量％減水劑立體阻礙型1(高分子立體阻礙型聚羧酸鹽系的梳形高分子物)...含有羧基的聚醚系化合物立體阻礙型2(高分子立體阻礙型氨基磺酸鹽高分子物)...氨基磺酸鹽聚合物靜電排斥型1...萘磺酸甲醛縮合物靜電排斥型2...羥基羧酸鹽骨料(石英砂)平均粒徑250μm重量比相對于水泥的重量比采用這些各種水泥砂漿，在瓷本體(帶有砂子)的表面?zhèn)冉雍辖饘僦保疫M行在瓷本體的里面?zhèn)冉雍辖饘黉N的吊式絕緣子(相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子)的裝配作業(yè)，進行介于瓷本體和金屬柱帽之間的水泥砂漿以及介于瓷本體和金屬銷之間的水泥砂漿的養(yǎng)護，形成以這些水泥砂漿為原料的水泥砂漿硬化體，從而制成吊式絕緣子。
但是，作為養(yǎng)護水泥砂漿的條件，在養(yǎng)護溫度60℃下，采用1.5小時的蒸汽養(yǎng)護。這些吊式絕緣子的裝配作業(yè)性(水泥砂漿的流動值、排斥力值)以及制成的吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度、加速劣化后的抗拉強度降低率)示于表2。
表2(裝配作業(yè)性和強度)

抗拉強度(kN)初期強度強度降低率(％)是加速劣化后的抗拉強度降低率，加速劣化后的抗拉強度表示長期強度評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良水泥砂漿的流動值的測定根據(jù)JISR5201進行，但作為流動錐，使用標準錐體積的1/2的流動錐。流動值越大，表示水泥砂漿的流動特性越好。
排斥力值的測定使用流變計進行，向插有其活塞部的直徑為24mm的活塞桿的、直徑為31.5mm的氣缸中投入水泥砂漿，以30cm/min的速度提升活塞桿時的最大載荷值作為排斥力值。排斥力越大，水泥砂漿的膨脹性的特性變得越強，水泥砂漿向瓷本體和金屬柱帽、金屬銷之間的注入變得困難，裝配作業(yè)性惡化。
吊式絕緣子的抗拉強度的測定使用阿姆斯拉(アムスラ一)試驗機進行，為了避免金屬配件(金屬柱帽、金屬銷)發(fā)生破壞，使用高強度金屬配件裝配絕緣子，測定拉伸破壞載荷，以其5次的測定值的平均值作為抗拉強度值。
另外，加速劣化后的抗拉強度的測定也同樣地進行，但作為加速劣化后的抗拉強度的供試驗體，采用將養(yǎng)護結(jié)束的絕緣子進行加速劣化(在85℃的熱水中浸漬3個月后，在80℃的空氣中暴露1個月)的絕緣子。加速劣化后的抗拉強度降低率根據(jù)相對于初期的抗拉強度的加速劣化后的抗拉強度降低率計算出。水泥砂漿硬化體在加速劣化條件下，進行水泥的硬化收縮，因此根據(jù)加速劣化后的抗拉強度降低率，可以評價經(jīng)過長期后的水泥砂漿硬化體的特性，抗拉強度降低率越小的，絕緣子的長期的機械強度越好。
按照本實驗已證實在將特定的高鋁水泥砂漿作為構(gòu)成水泥砂漿硬化體的原料而使用時的吊式絕緣子的裝配作業(yè)中，其作業(yè)性和使用以往的波特蘭水泥砂漿時一樣地良好，使用高分子立體阻礙型減水劑作為減水劑的高鋁水泥砂漿可用作構(gòu)成水泥砂漿硬化體的原料。并且證實由高鋁水泥砂漿構(gòu)成的水泥砂漿硬化體起因于高鋁水泥和高分子立體阻礙型減水劑的使用，形成抗拉強度和加速劣化后的抗拉強度高的特性的吊式絕緣子。
實施例2在本實施例中進行這樣的實驗，即，該實驗要確認在吊式絕緣子(帶有砂子)的裝配作業(yè)中，形成用作水泥砂漿硬化體的原料的高鋁水泥砂漿的高鋁水泥比表面積的合適范圍。所使用的高鋁水泥砂漿和實施例1(實施例1-1)中采用的高鋁水泥砂漿基本上相同，但作為高鋁水泥，采用比表面積相互不同的各種值的高鋁水泥。在這些高鋁水泥砂漿中的高鋁水泥的比表面積示于表3。
采用這些各種高鋁水泥砂漿，進行吊式絕緣子(相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子)的裝配作業(yè)，將介于瓷本體和金屬柱帽之間的高鋁水泥砂漿以及介于瓷本體和金屬銷之間的高鋁水泥砂漿進行養(yǎng)護，形成以這些高鋁水泥砂漿為原料的水泥砂漿硬化體，從而制成吊式絕緣子。但水泥砂漿的養(yǎng)護條件與實施例1的情況是相同的。這些各吊式絕緣子的裝配作業(yè)性(流動值、排斥力值)以及所得到的吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度、加速劣化后的抗拉強度降低率)示于表3。表3(高鋁水泥的比表面積)

評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良參照表3，可確認高鋁水泥砂漿中的高鋁水泥的比表面積對吊式絕緣子的初期強度和長期強度造成影響?？纱_認吊式絕緣子的裝配作業(yè)性是良好的，而且為了得到高強度的吊式絕緣子，高鋁水泥的比表面積是3500cm2/g以上，最好是4000cm2/g以上。
實施例3在本實施例中進行這樣的實驗，即，該實驗要確認在吊式絕緣子(帶有砂子)的裝配作業(yè)中作為水泥砂漿硬化體的原料而使用的高鋁水泥砂漿的各組成的混合比例的合適范圍。所使用的高鋁水泥砂漿的各組成和在實施例1(實施例1-1)中采用的高鋁水泥砂漿是基本相同的，但采用各組成的混合比例相互不同的各種比例的高鋁水泥砂漿。關(guān)于各高鋁水泥砂漿中的各組成的混合比例示于表4。
采用這些各種高鋁水泥砂漿，進行吊式絕緣子(相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子)的裝配作業(yè)，將介于瓷本體和金屬柱帽之間的高鋁水泥砂漿以及介于瓷本體和金屬銷之間的高鋁水泥砂漿養(yǎng)護，形成以這些高鋁水泥砂漿為原料的水泥砂漿硬化體，從而制成吊式絕緣子。但高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護條件和實施例1的情況相同。吊式絕緣子的裝配作業(yè)性(水泥砂漿的流動值、排斥力)以及制成的吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度、加速劣化后的抗拉強度降低率)示于表4。表4(高鋁水泥砂漿)

評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良參照表4，可以看到高鋁水泥砂漿的各組成的混合比例對吊式絕緣子的裝配作業(yè)性和絕緣子的強度(初期強度和長期強度)造成影響。為了得到吊式絕緣子的裝配作業(yè)性良好、且高強度的吊式絕緣子，相對于高鋁水泥，高分子立體阻礙型減水劑最好是5重量％以下，骨料最好是100重量％以下，而且水比最好是15～30重量％的范圍。
實施例4在本實施例中進行這樣的實驗，即，該實驗要確認使在吊式絕緣子(帶有砂子)的裝配作業(yè)中所使用的高鋁水泥砂漿形成為水泥砂漿硬化體的合適的養(yǎng)護條件。所使用的高鋁水泥砂漿的各組成和實施例1(實施例1-1)中采用的高鋁水泥砂漿相同。
使用該高鋁水泥砂漿進行吊式絕緣子(相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第4絕緣子)的裝配作業(yè)，以適宜的條件將介于瓷本體和金屬柱帽之間的高鋁水泥砂漿以及介于瓷本體和金屬銷之間的高鋁水泥砂漿進行蒸汽養(yǎng)護，形成水泥砂漿硬化體，從而制成吊式絕緣子。以養(yǎng)護條件養(yǎng)護時間是1.5小時、養(yǎng)護溫度為30～90℃的范圍進行養(yǎng)護。養(yǎng)護溫度、吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度、加速劣化后的抗拉強度降低率)示于表5。表5(高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護)

評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良參照表5，可看到高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護溫度對吊式絕緣子的強度(初期強度和長期強度)造成的影響。為了得到高強度的吊式絕緣子，在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護是必要的，最好在50～80℃范圍的溫度進行養(yǎng)護。
在高鋁水泥砂漿的養(yǎng)護中，如養(yǎng)護溫度在30℃以下，則加速劣化后的抗拉強度降低。對于這種養(yǎng)護，在水泥砂漿硬化物的X射線分析中可看到CAH10?？烧J為此CAH10是加速劣化后的抗拉強度降低的主要因素。在養(yǎng)護溫度是40℃以上時，看不到CAH10，大體上可看到C3AH6和AH3(一部分C2AH8)。再者，在這些式中，C意味著CaO，A意味著Al2O3，H意味著H2O。
在本實驗中，將養(yǎng)護時間設(shè)定在1.5小時，但在養(yǎng)護時間是1小時時，有養(yǎng)護不充分的情況，如果養(yǎng)護時間是1.5小時以上，則證實可以制作高強度的吊式絕緣子。
再者，在以上的各實施例中是以吊式絕緣子作為對象，但吊式絕緣子以外的絕緣子，即關(guān)于棒式絕緣子、發(fā)電廠柱狀絕緣子(SP絕緣子)、裝腳型絕緣子(LP絕緣子)、絕緣管、中實絕緣管等，也確認可得到和上述各實施例的結(jié)果大致相同的結(jié)果。
實施例5在本實施例中進行這樣的實驗，即，該實驗要確認在吊式絕緣子(帶有砂子)的裝配作業(yè)中，形成用作水泥砂漿硬化體的原料的高鋁水泥砂漿的高鋁水泥的特性(比表面積和高鋁水泥粒子具有的非晶質(zhì)相)的合適范圍。
作為所使用的高鋁水泥砂漿，采用下述的7種高鋁水泥砂漿，這7種高鋁水泥砂漿由高鋁水泥、減水劑(相對于高鋁水泥的重量比是0.3％)和平均粒徑250μm的骨料(石英砂相對于高鋁水泥的重量比是25％)構(gòu)成的組成的水比(W/C)是25％。
在各高鋁水泥砂漿的調(diào)制中使用的各高鋁水泥，具有Al2O3為55重量％、CaO為35重量％、SiO2為5重量％、Fe2O3為0.5重量％的組成，在所有高鋁水泥粒子的外周面具有厚度10～50nm范圍的非晶質(zhì)相，但如表6所示，它們具有相互不同的比表面積。
再者，在各高鋁水泥砂漿的調(diào)制中使用的各高鋁水泥，是在生成并粉碎而制成后，在溫度為20℃～25℃、相對濕度為50％～60％的氛圍中放置20天～60天，將非晶質(zhì)相的厚度調(diào)制為10nm～50nm的高鋁水泥。
采用這些高鋁水泥砂漿進行吊式絕緣子(相當(dāng)于有關(guān)本發(fā)明的第2絕緣子)的裝配作業(yè)，將介于瓷本體和金屬柱帽之間的水泥砂漿以及介于瓷本體和金屬銷之間的水泥砂漿養(yǎng)護，形成以這些高鋁水泥砂漿為原料的水泥砂漿硬化體，從而制作吊式絕緣子。但水泥砂漿的養(yǎng)護條件和實施例1的情況相同。
這些各吊式絕緣子的裝配作業(yè)性(流動值、排斥力值)以及所得到的吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度)示于表6。另外，圖2示出在本實驗中得到的高鋁水泥的比表面積和流動值的關(guān)系，同時，圖3示出高鋁水泥的比表面積和吊式絕緣子的抗拉強度的關(guān)系。
表6(高鋁水泥砂漿的種類)

高鋁水泥粒子的非晶質(zhì)相的厚度10～50nm評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良在表6中，水泥砂漿(No.2)～(No.6)是與本發(fā)明的實施例有關(guān)的，而水泥砂漿(No.1)和(No.7)是與比較例有關(guān)的。水泥砂漿(No.2)～(No.6)具有適當(dāng)?shù)牧鲃又?，吊式絕緣子的裝配作業(yè)性和使用以往的波特蘭水泥砂漿的情況是同樣良好的，并且該吊式絕緣子具有高的抗拉強度。與此相反，水泥砂漿(No.1)雖然具有適當(dāng)?shù)牧鲃又担捎诟咪X水泥的比表面積小，因而吊式絕緣子的抗拉強度不充分。另外，在水泥砂漿(No.7)中，高鋁水泥的比表面積過大，因而吊式絕緣子的裝配作業(yè)性不良，與此同時該吊式絕緣子的抗拉強度也不充分?？赏茰y在水泥砂漿(No.7)中的結(jié)果是由于高鋁水泥的表面活性的影響所致。其比表面積越大，高鋁水泥的表面活性越大，在考慮表面活性的情況下，可能使用的高鋁水泥的比表面積的極限值是5000cm2/g。
實施例6在本實施例中也進行這樣的實驗，即，該實驗要確認在吊式絕緣子(帶有砂子)的裝配作業(yè)中，形成用作水泥砂漿硬化體的原料的高鋁水泥砂漿的高鋁水泥的特性(比表面積和高鋁水泥粒子具有的非晶質(zhì)相)的合適范圍。
所使用的高鋁水泥砂漿是下述的7種高鋁水泥砂漿，這7種高鋁水泥砂漿由高鋁水泥、減水劑(相對于高鋁水泥的重量比是0.3％)和平均粒徑為250μm的骨料(石英砂相對于高鋁水泥的重量比為25％)構(gòu)成的組成的水比(W/C)是25％。在調(diào)制各高鋁水泥砂漿中使用的各高鋁水泥，具有Al2O3為55重量％、CaO為35重量％、SiO2為5重量％、Fe2O3為0.5重量％的組成，比表面積都是4866cm2/g。
但是，各高鋁水泥粒子具有的外周面的非晶質(zhì)相的厚度是將粉碎處理而生成的比表面積是4866cm2/g的高鋁水泥，在溫度20℃～30℃、相對濕度50％～70％的氛圍中放置5天～200天的適宜的天數(shù)，調(diào)制成表7所示的非晶質(zhì)相的厚度。
這些吊式絕緣子的裝配作業(yè)性(流動值)以及所得到的吊式絕緣子的強度特性(抗拉強度)示于表7。另外，圖4示出在本實驗中得到的高鉛水泥的非晶質(zhì)相的厚度和流動值的關(guān)系，與此同時，在圖5的曲線中表示高鋁水泥的非晶質(zhì)相的厚度和吊式絕緣子的抗拉強度的關(guān)系。
表7(高鋁水泥砂漿的種類)

高鋁水泥的比表面積4866cm2/g評價◎...良好，○...稍微良好，×...不良在表7中，水泥砂漿(No.2)～(No.7)是有關(guān)本發(fā)明的實施例的，而水泥砂漿(No.1)是有關(guān)比較例的。水泥砂漿(No.2)～(No.7)具有適當(dāng)?shù)牧鲃又担跏浇^緣子的裝配作業(yè)性和使用以往的波特蘭水泥砂漿的情況是同樣良好的，并且該吊式絕緣子具有高的抗拉強度。與此相反，在水泥砂漿(No.1)中，由于高鋁水泥粒子的非晶質(zhì)相的厚度小，因而流動值小，吊式絕緣子的抗拉強度是不充分的。
權(quán)利要求
1.一種絕緣子，其特征在于在具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子中，上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g、在粒子的外周面具有至少為10nm厚度的非晶質(zhì)相的高鋁水泥、減水劑和水混合而成的水泥漿進行養(yǎng)護而形成的硬化體，是將上述水泥漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
2.一種絕緣子，其特征在于在具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子中，上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g、在粒子的外周面具有至少為10nm厚度的非晶質(zhì)相的高鋁水泥、減水劑、骨料和水混合而成的水泥砂漿進行養(yǎng)護而形成的硬化體，是將上述水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
3.按照權(quán)利要求1或2記載的絕緣子，其特征在于上述高鋁水泥的比表面積在3500cm2/g～5000cm2/g的范圍，而且該高鋁水泥的粒子所具有的非晶質(zhì)相的厚度在10nm～103nm的范圍。
4.按照權(quán)利要求1、2或3記載的絕緣子，其特征在于根據(jù)所粉碎的高鋁水泥的放置時間的長短不同，可調(diào)制上述高鋁水泥的粒子所具有的非晶質(zhì)相的厚度。
5.一種絕緣子，其特征在于在具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子中，上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g的高鋁水泥、高分子立體阻礙型減水劑和水混合而成的水泥漿進行養(yǎng)護而形成的硬化體，是將上述水泥漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
6.一種絕緣子，其特征在于在具備絕緣子本體和通過水泥混合物硬化體接合于絕緣子本體的至少一側(cè)的金屬配件的絕緣子中，上述水泥混合物硬化體是將比表面積至少是3500cm2/g的高鋁水泥、高分子立體阻礙型減水劑、骨料和水混合而成的水泥砂漿進行養(yǎng)護而形成的硬化體，是將上述水泥砂漿以濕潤狀態(tài)、在40℃以上的溫度進行養(yǎng)護而形成的。
7.按照權(quán)利要求5或6記載的絕緣子，其特征在于上述高分子立體阻礙型減水劑是聚羧酸鹽系的梳形高分子物或者氨基磺酸鹽高分子物。
8.按照權(quán)利要求1或5記載的絕緣子，其特征在于構(gòu)成上述水泥混合物硬化體的水泥漿的組成的混合比例中，相對于高鋁水泥，減水劑是5重量％以下，水是15重量％～30重量％的范圍。
9.按照權(quán)利要求2或6記載的絕緣子，其特征在于構(gòu)成上述水泥混合物硬化體的水泥砂漿的組成的混合比例中，相對于高鋁水泥，減水劑為5重量％以下，骨料為100重量％以下，水為15重量％～30重量％的范圍。
10.按照權(quán)利要求1、2、3、5、6、8或9記載的絕緣子，其特征在于上述高鋁水泥具有Al2O3為45重量％～60重量％的范圍、CaO為30重量％～40重量％的范圍、SiO2為10重量％以下、Fe2O3為5重量％以下的組成。
全文摘要
作為在絕緣子本體上接合金屬配件的水泥混合物硬化體的原料,可以使用高鋁水泥砂漿,提供能夠長時間維持高的機械強度(初期強度、長期強度)和電氣強度的絕緣子,而且謀求縮短形成硬化體時的養(yǎng)護時間以便降低絕緣子的制造成本。作為接合金屬配件(12、13)的水泥混合物硬化體14的原料,使用將比表面積至少是3500cm
文檔編號C04B7/32GK1362713SQ0114403
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者小栗規(guī)靖, 今井修, 鈴木廣則 申請人:日本礙子株式會社