[发明专利]复合空心绝缘子及其制备方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

为了实现本发明的上述目的，本发明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，所述氟塑料为全氟乙丙烯共聚物和/或聚四氟乙烯。

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/氟塑料复合膜还掺杂有导热性纳米粒子。所述导热性纳米粒子优选掺杂在聚酰亚胺层中。

本发明的另一个方面提供一种制备复合空心绝缘子的方法，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，所述氟塑料为全氟乙丙烯共聚物和/或聚四氟乙烯。

根据本发明，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

参考以下附图对本发明的实施方案进行详细说明，以便于更全面地理解本发明，其中：

图1为根据本发明一个实施方案的复合空心绝缘子的结构示意图。

图2为本发明的实施例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

本发明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

本发明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5-100cm。

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。本发明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。

本发明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。