[发明专利]一种板式结构线圈的匝间绝缘层及其制备方法

说明书

本发明属于电气绝缘领域，具体公开了一种板式结构线圈的匝间绝缘层及其制备方法，该匝间绝缘层包括第一类绝缘层和第二类绝缘层，第一类绝缘层位于两匝铜板之间，两匝铜板相邻的表面各结合连接一层第一类绝缘层；第二类绝缘层位于两层第一类绝缘层之间，第二类绝缘层与第一类绝缘层结合连接。通过本发明的制备方法获得的板式结构线圈能够用于外围空间极为紧凑、并且对绝缘层的电气性能及力学性能要求较高的情况。

技术领域

本发明属于电气绝缘领域，具体涉及一种板式结构线圈的匝间绝缘层及其制备方法。

背景技术

托卡马克装置，是一种利用磁场约束等离子体来实现受控核聚变反应的聚变装置。它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。线圈通电产生巨大的磁场，用于约束等离子体，通过各种辅助加热手段使等离子体达到高温高压状态，以达到核聚变反应的目的。线圈分为常规磁体线圈和超导磁体线圈。常规磁体线圈主要由铜及铜合金材料做导体进行制造。大尺寸板式环向场线圈的匝间绝缘厚度小，耐压要求较高，最关键的是在线圈通电过程中，匝间绝缘需要承受极高的剪切作用力。大尺寸板式环向场线圈形状特殊，匝间绝缘综合性能要求高，给制造带来了很大的困难，国内没有制造过板式环向场线圈。

从拓扑学上看，为了完成安装，真空室和环向场线圈二者之间必须要打断一个。此外，为了提高装置的物理参数，要求装置的环形真空室和环向场线圈尽可能地向中心轴收拢，因此导致装置中心轴附近的空间极为紧凑。

在运行时，线圈中的电流约为几十kA，附近的磁场强度约为T量级且磁场位形极为复杂，因此线圈的匝间电磁剪切应力亦较高，强度在MPa级别。

传统的包扎绝缘技术无法在体积如此受限的情况下提供足够高的绝缘强度和结构强度，必须采取新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板式结构线圈的匝间绝缘层及其制备方法，通过本发明的制备方法获得的板式结构线圈能够用于外围空间极为紧凑、并且对绝缘层的电气性能及力学性能要求较高的情况。

实现本发明目的的技术方案：

一种板式结构线圈的匝间绝缘层，所述匝间绝缘层包括第一类绝缘层和第二类绝缘层，第一类绝缘层位于两匝铜板之间，两匝铜板相邻的表面各结合连接一层第一类绝缘层；第二类绝缘层位于两层第一类绝缘层之间，第二类绝缘层与第一类绝缘层结合连接。

所述第一类绝缘材料为不低于F级的绝缘浸胶玻璃毡布，厚度为0.5～1mm。

所述第二类绝缘层材料为不低于F级的环氧玻璃坯布，厚度为0.1～0.3mm。

所述匝间绝缘层还包括第三类绝缘层，第三类绝缘层位于两层第二类绝缘层之间，第三类绝缘层与第二类绝缘层结合连接。

所述第三类绝缘层为不低于F级的绝缘浸胶玻璃毡布，厚度为0.2～5mm。

所述匝间绝缘层为3～5层。

一种板式结构线圈的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A：对大尺寸铜板表面进行打磨；

步骤B：用酒精将铜板表面清洁干净，确保无划痕，无指纹等污迹；

步骤C：将清洁好的一匝铜板吊入压模工装内；

步骤D：在铜板上铺垫匝间绝缘层，匝间绝缘层包括第一类绝缘层和第二类绝缘层；第一类绝缘层位于两匝铜板之间，两匝铜板相邻的表面各结合连接一层第一类绝缘层；第二类绝缘层位于两层第一类绝缘层之间，第二类绝缘层与第一类绝缘层结合连接；

步骤E：将另一匝铜板放在铺垫好的匝间绝缘层上面，调整好压模工装内的所有铜板的位置，使它们对齐；

步骤F：重复上述步骤A至步骤E，直至将所有匝铜板放置完成；