[发明专利]一种轻型耐辐照低温用绝缘子

说明书

技术领域

本发明涉及超导、低温、核辐照和电气绝缘技术领域，更具体涉及一种轻型耐辐照低温用绝缘子。

背景技术

近年来，随着超导技术的不断发展，超导技术的应用越来越广泛，如超导输电，超导磁悬浮，超导核磁共振仪，核聚变实验堆等。超导系统涉及多方面的技术，除超导体本身外，相关的绝缘材料及结构的设计也是关键技术。绝缘系统是超导电缆或超导磁体线圈等应用超导系统中必不可少的重要组成部分，经常起绝缘和支撑的双重作用。

目前所使用的超导体主要靠低温流体冷却，从室温降至液氮甚至液氦温度进入超导状态，这就需要通过使用空心绝缘子，保证低温液体顺利通过，同时将整个超导系统的电回路和低温冷却回路电绝缘。

低温环境下复合绝缘子需要经历从室温(300K)到液氮温度(77K)甚至液氦温度(4K)以及从低温到室温的多次冷热过程，这就要求绝缘子必须具备极好的低温韧性，抗冷热冲击性等。针对以上这些要求，近年来，环氧树脂基复合绝缘子的研究日益受到重视并且已经在部分领域得到了应用。然而，随着高温超导电工应用技术以及强磁场、高储能、强辐照的低温超导核聚变实验工程的发展，绝缘系统在使用环境上与传统的在低温超导中的应用有很大不同，如对于存在中子辐照及γ射线时涉及的辐照损伤等，现有的绝缘子已不能很好地满足这些新条件、新环境的要求，因此亟需对绝缘子的绝缘材料及结构进行设计和改进。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是提供一种低成本，高可靠性，能满足在强辐照低温环境下使用的轻型耐辐照低温用绝缘子。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轻型耐辐照低温用绝缘子，该绝缘子包括管接头、绝缘连接管、波纹管；所述绝缘连接管一端连接管接头，另一端连接波纹管，波纹管另一端连接另一个管接头，绝缘连接管与管接头为螺纹配合胶粘连接。

优选地，所述绝缘连接管的基体材料为环氧树脂，所述绝缘连接管的增强材料为无硼玻璃纤维和聚酰亚胺薄膜。

优选地，所述管接头为不锈钢管。

优选地，所述无硼玻璃纤维和聚酰亚胺薄膜的含量为绝缘连接管重量的65-70％。

优选地，所述绝缘连接管为无硼玻璃纤维/聚酰亚胺薄膜/无硼玻璃纤维的层叠的增强结构。

优选地，所述环氧树脂具有直径为0.2-0.5微米的气孔。

优选地，所述环氧树脂为芳香胺固化剂固化的多官能团环氧树脂。

(三)有益效果

本发明的轻型耐辐照低温用绝缘子体积小、重量轻、抗辐照、耐低温、耐高电压，非常适合作为高能物理装置中的高电压绝缘通道连接使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明绝缘子的基本结构示意图；

图中标记：1、管接头，2、绝缘连接管，3、波纹管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明轻型耐辐照低温用绝缘子包括管接头1、绝缘连接管2、波纹管3。绝缘连接管2采用抗辐照的环氧树脂作为基体材料，无硼玻璃纤维和聚酰亚胺薄膜作为增强材料，通过湿法缠绕或真空压力浸渍工艺制备而成。其中，增强材料采用层叠的三明治结构的无硼玻璃纤维/聚酰亚胺薄膜/无硼玻璃纤维半迭绕包绝缘结构，无硼玻璃纤维及聚酰亚胺薄膜的含量为绝缘连接管重量的65-70％，抗辐照环氧树脂基体为芳香胺固化剂固化的多官能团环氧树脂，固化后的环氧树脂气孔直径为0.2-0.5微米。为保证绝缘子良好的气密性和连接强度，绝缘连接管与管接头采用螺纹配合胶粘连接。同时，考虑到绝缘子工作于低温(液氮或液氦)环境下，由于温度的变化(如室温到液氮温度)，绝缘子各部件材料的膨胀系数不同，会引起较大的热变形及热应力，因此我们在设计时采用一小段波纹管来补偿绝缘连接管由于低温引起的轴向收缩变形，确保了绝缘子在低温下使用时的安全可靠。

实施例