复合空心绝缘子制造技术

本实用新型专利技术涉及一种复合空心绝缘子。本实用新型专利技术的复合空心绝缘子包括环氧树脂/玻璃纤维复合管，和位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧的与其一体化的聚酰亚胺/氟塑料复合膜。所述聚酰亚胺/氟塑料复合膜可以掺杂导热性纳米粒子。与现有技术相比，本实用新型专利技术提高了绝缘子内壁瞬时耐高温性能，工艺简单，并且绝缘子整体壁厚基本上不变，不影响绝缘子的力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压输变电领域，尤其涉及高压断路器用复合空心绝缘子。
技术介绍
复合空心绝缘子(套管)在高压输变电领域有着广泛的应用，如应用于断路器、互感器、开关设备等。其一般由环氧树脂/玻璃纤维复合管与其外部的硅橡胶伞裙组成。当应用于断路器时，在某些情况下，空心复合套管内部的装置或端部会出现电弧、电晕等现象，其产生的高温直接作用于环氧层内壁，或者是电弧产生的等离子体以及断路器内SF6分解产生的腐蚀性气体冲击到裸露的环氧层内壁。聚环氧乙烷本身耐高温烧蚀、耐电弧及电晕能力有限，可能会出现严重的表面烧蚀漏电的状况。因此，如何提高复合空心绝缘子的耐电弧性对于该产品在特定环境中应用至关重要。在现有技术中，将氟塑料管套在聚环氧乙烷/玻璃纤维复合管内，利用氟塑料的耐电弧性来防止电弧、电晕等对空心复合管内壁的破坏。但是，由于氟塑料管的直径要与空心复合管相匹配，变换不同系列绝缘子产品时需要制备不同直径的氟塑料管，其灵活性差。而且，氟塑料管的管壁比较厚，对于大型的中空绝缘子产品而言，氟塑料中空管生产难度大，成本高。
技术实现思路
本技术旨在解决上述现有技术中存在的问题，提供一种一体化的复合空心绝缘子，其不仅提高绝缘子内壁瞬时耐高温性能，而且绝缘子整体壁厚基本上不变，不影响绝缘子的力学性能。为了实现本技术的上述目的，本技术的一个方面提供一种复合空心绝缘子，包括环氧树脂/玻璃纤维复合管和位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧、与其一体化的聚酰亚胺/氟塑料复合膜。在某些实施方案中，聚酰亚胺/氟塑料复合膜包括聚酰亚胺/全氟乙丙烯共聚物复合膜(PI/FEP)或聚酰亚胺/聚四氟乙烯复合膜(PI/PTFE)。在某些实施方案中，聚酰亚胺/氟塑料复合膜以聚酰亚胺层面向环氧树脂/玻璃纤维复合管的方式热粘结于其内侧，即环氧树脂层上。在某些实施方案中，聚酰亚胺/氟塑料复合膜含有导热性纳米粒子。所述导热性纳米粒子优选包含在聚酰亚胺层中。根据本技术，通过将聚酰亚胺/全氟乙丙烯共聚物复合膜(PI/FEP)或聚酰亚胺/聚四氟乙烯复合膜(PI/PTFE)热粘结于环氧树脂/玻璃纤维复合管的内侧，提高了复合空心绝缘子内壁耐瞬时高温及电压能力。而且，容易选择PI/PTFE或PI/FEP膜厚度，使整个绝缘子的壁厚保持基本不变，利于生产和保持原有力学性能。附图说明参考以下附图对本技术的实施方案进行详细说明，以便于更全面地理解本技术，其中：图1为根据本技术一个实施方案的复合空心绝缘子的结构示意图。图2为本技术的实施例1、实施例3和比较例1的耐温性测量结果图。具体实施方式本技术提供一种制造工艺简单的，能够提高复合空心绝缘子内壁耐瞬时高温及电压能力，同时保持原有力学性能的复合空心绝缘子。复合空心绝缘子本技术的复合空心绝缘子包括环氧树脂/玻璃纤维复合管和位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧、与其一体化的聚酰亚胺/氟塑料复合膜。根据某些实施方案，复合空心绝缘子包括环氧树脂/玻璃纤维复合管和位于其外部的硅橡胶伞裙。环氧树脂/玻璃纤维复合管的厚度一般可以为0.4-5cm，管内径一般可以为10-100cm。根据某些实施方案，聚酰亚胺/氟塑料复合膜以聚酰亚胺层面向环氧树脂/玻璃纤维复合管的方式热粘结于其内侧，使氟塑料成为空心绝缘子的内壁层。本技术的热粘结方式充分利用了聚酰亚胺(PI)与氟塑料以及与环氧树脂的良好粘接性能，使聚酰亚胺/氟塑料复合膜牢固结合于环氧树脂/玻璃纤维复合管的内壁上(一体化)。同时，聚酰亚胺本身也具有优异的耐电晕，耐高压及耐高温的性能，其与耐电弧性能优异的氟塑料(耐电弧能力可达300s)组成的复合膜可以充分提高复合空心绝缘子内壁耐瞬时高温及电压能力。本技术的上述一体化设计可以在复合空心绝缘子生产过程中直接形成耐瞬时高温和耐电压的复合膜内壁，相同牌号的复合膜可以方便做各种大小的中空绝缘子，而无需根据不同系列绝缘子产品而单独制备氟塑料管套，从而灵活性大大提高。另外，复合膜内壁的厚度可以远小于环氧树脂/玻璃纤维复合管的厚度(例如，聚酰亚胺/氟塑料复合膜的厚度可以小于100μm)，使整个绝缘子的壁厚保持基本不变，利于生产和保持原有力学性能。根据某些实施方案，聚酰亚胺/氟塑料复合膜是可以商购的，例如杜邦的产品150FCR。根据某些实施方案，聚酰亚胺/氟塑料复合膜可以通过将全氟乙丙烯共聚物膜和/或聚四氟乙烯膜与聚酰亚胺膜加热粘结而获得。根据某些实施方案，聚酰亚胺/氟塑料复合膜的厚度在5至200μm范围内，例如25μm，38μm，63.5μm等。根据某些实施方案，聚酰亚胺/氟塑料复合膜可以是多个聚酰亚胺/氟塑料复合膜的组合体，前提是至少一个最外层是聚酰亚胺层。根据某些实施方案，为了进一步提高聚酰亚胺/氟塑料复合膜的耐高温性能，可以在聚酰亚胺/氟塑料复合膜中掺杂导热性纳米粒子，例如Al2O3、SiO2、TiO2、MgO2、ZnO2、BN、AlN3、SiC、Al(OH)3和Mg(OH)2纳米粒子中一种或其组合。考虑到制备容易性，优选在聚酰亚胺层中掺杂纳米粒子。例如，在聚酰亚胺膜的制备过程中，在形成膜之前将纳米粒子掺到聚酰亚胺溶液或熔融体中。图1显示了根据本专利技术一个实施方案的复合空心绝缘子的结构示意图。复合空心绝缘子套管100包括位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧的聚
酰亚胺/氟塑料复合膜，其中内层110为氟塑料层(FEP或PTFE层)，中间层120为PI层，外层130为环氧树脂/玻璃纤维复合层，各层依次结合在一起。绝缘子套管外为硅胶伞裙结构等(图中未显示)。本技术的复合空心绝缘子广泛应用于高压输变电领域，例如应用于断路器、互感器、开关设备等。优选地，本技术的复合空心绝缘子用作高压断路器用复合空心绝缘子。制备复合空心绝缘子的方法本技术还涉及一种制备复合空心绝缘子的方法，该方法包括使聚酰亚胺/氟塑料复合膜以聚酰亚胺层面向环氧树脂/玻璃纤维复合管的方式热粘结于其内侧的步骤。根据某些实施方案，可以将聚酰亚胺/氟塑料复合膜以氟塑料层面朝内绕包在金属圆柱上并且加热粘结，然后，将涂敷有聚环氧乙烷的玻璃纤维布以涂有聚环氧乙烷的面向内的方式绕在聚酰亚胺/氟塑料复合膜上，再加热固化，得到含有聚酰亚胺/氟塑料复合膜的聚环氧乙烷复合管。根据某些实施方案，将上述的聚环氧乙烷复合管经生产复合空心绝缘子的常规后续工序处理，得到内壁上具有聚酰亚胺/氟塑料复合膜的复合空心绝缘子。关于“聚酰亚胺/氟塑料复合膜”的详细描述，参见上面的“复合空心绝缘子”部分。具体实施例以下通过举例说明的方式示出若干具体实施例。应当理解，在不脱离本技术的范围或精神的情况下，设想了其他实施例并可以进行修改。因此，以下的具体实施例不具有限制性意义。具体实施例中使用的主要原料总结在下表1中。表1比较例1(聚环氧乙烷/玻璃纤维复合管)在玻璃纤维布上涂敷聚环氧乙烷，绕包在金属圆柱上，然后高温固化，得到聚环氧乙烷/玻璃纤维复合管。实施例1将杜邦公司的型号为150FN019的PI/FEP复合膜(厚度为38um)以FEP面朝内绕包在金属圆柱上，将叠包部分用热风枪加热粘结。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合空心绝缘子，包括环氧树脂/玻璃纤维复合管和位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧、与其一体化的聚酰亚胺/氟塑料复合膜。

【技术特征摘要】
1.一种复合空心绝缘子，包括环氧树脂/玻璃纤维复合管和位于环氧树脂/玻璃纤维复合管内侧、与其一体化的聚酰亚胺/氟塑料复合膜。2.根据权利要求1所述的复合空心绝缘子，其中所述复合空心绝缘子还包括位于环氧树脂/玻璃纤维复合管外部的硅橡胶伞裙。3.根据权利要求1所述的复合空心绝缘子，其中所述聚酰亚胺/氟塑料复合膜以聚酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠喜，杨昊炜，周建坤，李鹏，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31