特高压交流GIL用盆式绝缘子柔性梯度表面处理方法技术

本发明专利技术公开一种特高压交流GIL用盆式绝缘子柔性梯度表面处理方法,为全新的柔性表面功能梯度层的构筑方法，通过静电纺丝方法对环氧树脂基件表面电纺具有介电常数梯度分布的PVA/BaTiO3材料薄膜，在盆式绝缘子表面形成介电常数二维梯度分布的沉积层，达到调控其表面交流电场的分布，提升绝缘子耐电性能的目的。本发明专利技术通过控制电纺位置与纺丝时间，构建具有二维介电常数梯度分布的环氧树脂盆式绝缘子，进而灵活调控交流电压下盆式绝缘子表面的电场分布情况，提高GIL设备中盆式绝缘子的沿面闪络电压，提升盆式绝缘子的耐电性能。

【技术实现步骤摘要】
特高压交流GIL用盆式绝缘子柔性梯度表面处理方法
本专利技术属于高电压设备制造领域中改性绝缘聚合材料的制备领域，具体涉及一种具有表面二维介电常数线性梯度分布的盆式绝缘子制作方法，主要应用于特高压交流GIL设备，提高特高压交流GIL设备运行的稳定性和电力系统的安全可靠性。
技术介绍
气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)装置具有电压等级高、结构紧凑等优点，近年来随着电力系统高电压、大容量输电的发展需求，GIL装备得到了广泛的应用。环氧树脂浇注绝缘子作为GIL装备中的关键绝缘部件，内置于GIL外壳，同时起到机械支撑、电气绝缘和单元隔离等作用，对于维护整个GIL的安全稳定运行具有重要意义。由于盆式绝缘子的沿面闪络电压低于环氧树脂的击穿电压与空气的击穿电压，即使在质量严苛的特高压工程中，环氧树脂绝缘子极易由于绝缘设计不足、工作环境复杂或制造工艺缺陷等引发电场畸变而导致沿面闪络事故的发生，对电力系统的稳定运行构成巨大威胁。绝缘材料与气氛环境的电气参数不匹配而导致在绝缘子、金属电极和气体三结合点的位置上局部电场强度集中，绝缘子的耐电性能降低，是造成绝缘子沿面闪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.特高压交流GIL用盆式绝缘子柔性梯度表面处理方法，其特征在于，柔性表面功能层为介电常数呈梯度分布的功能材料沉积层，建设方法为静电纺丝构筑法，该方法包括如下步骤:/n1)制备环氧树脂材料：/n(1)将双酚A型环氧树脂基体、聚酰胺固化剂和氧化铝按照100:38的配比混合，然后加入质量为环氧树脂基体质量2.5-3.3倍的氧化铝粉末，用玻璃棒搅拌均匀，得到环氧树脂混合材料；/n(2)电动搅拌20-30分钟，在-0.1MPa的真空度下真空脱泡一个小时；/n(3)将步骤(2)中所得的环氧树脂混合材料浇注至经预热处理后内壁涂有脱模剂的盆式绝缘子模具内，进行抽空处理；/n2)采用阶梯固化方法进行处理，固化...

【技术特征摘要】
1.特高压交流GIL用盆式绝缘子柔性梯度表面处理方法，其特征在于，柔性表面功能层为介电常数呈梯度分布的功能材料沉积层，建设方法为静电纺丝构筑法，该方法包括如下步骤:
1)制备环氧树脂材料：
(1)将双酚A型环氧树脂基体、聚酰胺固化剂和氧化铝按照100:38的配比混合，然后加入质量为环氧树脂基体质量2.5-3.3倍的氧化铝粉末，用玻璃棒搅拌均匀，得到环氧树脂混合材料；
(2)电动搅拌20-30分钟，在-0.1MPa的真空度下真空脱泡一个小时；
(3)将步骤(2)中所得的环氧树脂混合材料浇注至经预热处理后内壁涂有脱模剂的盆式绝缘子模具内，进行抽空处理；
2)采用阶梯固化方法进行处理，固化过程分为两步：
(1)先将模具放入烤箱在130℃下进行一次固化7-8小时，然后脱模；
(2)脱模后的产品放入烤箱在130℃下进行二次固化8-9小时，冷却后即可得到环氧树脂盆式绝缘子试样；
3)制备静电纺丝前驱体溶液：
(1)将PVA粉末以10wt％的浓度溶解在去离子水中，将纳米BaTiO3粉末以20wt％的浓度分散在无水乙醇中；
(2)将步骤(1)中的两种溶液以1:1的比例均匀混合，电机搅拌40-60分钟，超声震荡1-2小时，温度设置范围为80-90℃，此过程使BaTiO3粉末在PVA溶液里均匀分散；
(3)将经过步骤(2)处理后的溶液置于真空箱中，常温真空脱泡处理30-40min，除去PVA/BaTiO3溶液中的气泡，静置30min得到纺丝前驱体溶液；
4)环氧树脂盆式绝缘子预处理：
(1)将绝缘子表面用砂纸打磨，去除表面附着的杂质；
(2)将其表面由内向外分为五个紧密相连的环形，令环形的相对介电常数依次减小；
(3)将环氧树脂盆式绝缘子放置于静电纺丝设备内，按照单调分布梯度在不同位置电纺不同时间，得到二维梯度分布的盆式绝缘子；
5)静电纺丝过程：
(1)将前驱体溶液转移到注射器中进行静电纺丝，向上排出针管内多余气体，注射器出口处连接塑料软管，软管另一端接金属针头；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，姚航，杜伯学，梁虎成，陈允，冉昭玉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12