[發明專利]一種用于GIS腔體的光纖氣密引出方法

有效

• 申請號: 200910237042.6
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN101710201A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 譚金權;張志鑫;司磊;張峰;李永兵;劉東偉
• 申請（專利權）人: 南瑞航天（北京）電氣控制技術有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種采用改進型的金屬化封裝工藝對GIS腔體的光纖進行氣密引出的方法。

背景技術

近年來，在電力系統GIS應用中，光學元件由于其自身優良的絕緣性能被國內外企業、高校等廣泛采納。為了確保GIS系統的可靠性，一般采用滅弧能力和絕緣強度較高的六氟化硫(SF₆)氣體進行填充。一般的，SF₆氣體的額定運行壓力為0.11～0.70MPa，年漏氣率小于1％，隨之就會產生光學元件的光纖在GIS腔體引出端的氣密問題。目前的密封技術基本上是直接采用膠對光纖引出端進行固化，這種方法盡管保證了GIS腔體的氣密性，但是存在SF₆氣壓和膠對光纖作用的應力太大，容易造成光纖斷裂和損壞，降低GIS系統可靠性等問題。因此如何保證GIS腔體的氣密性是整個GIS系統可靠運行的關鍵所在。

目前，光纖金屬化封裝技術一般用于光纖氣密封裝盒等諸多應用，在這些應用方式中，氣密封裝處不存在內外的壓力差，對金屬化光纖的抗壓強度要求很低，因而對光纖金屬化封裝的要求不高。如專利申請號為200420057817.4，名稱為《光纖敏感元件金屬化封裝結構》的專利公開的一種金屬化封裝結構，該結構僅對光纖敏感元件金屬化進行了簡單的敘述，并未考慮現實應用中的氣密環境、氣壓條件。但是在GIS系統中，由于SF₆氣壓高于外界環境氣壓，采用該種光纖金屬化封裝技術已不能完全滿足要求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種氣密性好、光纖受力均衡，可確保GIS腔體的抗壓強度和絕緣性能的光纖氣密引出方法。

本發明的技術解決方案是：一種用于GIS腔體的光纖氣密引出方法，步驟如下：

(1)在GIS腔體(1)的安裝法蘭(4)上安裝光纖引出法蘭(2)，光纖引出法蘭(2)與安裝法蘭(4)之間通過密封圈(5)進行氣密；

(2)在光纖引出法蘭(2)的中心處打光纖穿通孔(7)，所述光纖穿通孔(7)穿過安裝法蘭(4)并與GIS腔體(1)的內部連通；

(3)將GIS腔體(1)中光學元件的尾纖進行金屬化封裝形成金屬化光纖(3)，然后在金屬化光纖(3)上套接金屬管(6)，金屬化光纖(3)與金屬管(6)之間通過金屬焊料焊接在一起；

(4)將金屬管(6)穿過光纖穿通孔(7)，并采用雙組份環氧樹脂膠對光纖穿通孔(7)進行灌封固化，使得雙組份環氧樹脂膠完全填充光纖穿通孔(7)的空隙；

(5)對步驟(4)得到的結構進行熱處理，使得雙組份環氧樹脂膠達到穩定狀態；

(6)給固化后的金屬化光纖(3)和金屬管(6)附加保護裝置。

所述步驟(4)中采用雙組份環氧樹脂膠對光纖穿通孔(7)進行灌封固化前需要對雙組份環氧樹脂膠進行預處理，方法為：首先在雙組份環氧樹脂膠中摻入鎳粉，鎳粉與雙組份環氧樹脂膠的重量比為1∶2，然后通過離心機對摻入鎳粉后的雙組份環氧樹脂膠進行離心脫膠，離心機轉速為1800轉/min～2100轉/min，持續時間為4～10min。

所述的金屬管(6)為鎳管。

所述步驟(5)中進行熱處理的方法為：將步驟(4)得到的結構放入真空加熱箱中保持0.5～1小時，真空加熱箱內的真空度為0.2×10⁵～0.8×10⁵pa，加熱溫度為60～90℃，0.5～1小時后，將真空加熱箱的溫度上調為100～130℃，持續時間為20～40分鐘，真空加熱箱內的真空度保持不變；隨后將經過真空加熱處理后的結構在65～85℃下存儲12～36小時，最后，以10℃/min的升降溫速率在-55℃～85℃的溫度范圍內對存儲12～36小時后的結構進行循環處理，共循環8～12次。

所述的雙組份環氧樹脂膠的牌號為353ND。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明方法采用了光纖金屬化封裝技術并應用于GIS腔體的光學元件，該方法有效地解決了GIS腔體光學元件氣密性難、光纖受力不均的問題，同時使光學元件與金屬化光纖一體化，減少了熔接頭，有利于GIS系統的穩定可靠；

(2)本發明方法在固化前進行的預處理，避免了因GIS腔體與外界環境存在的氣壓差所造成的光纖引出端氣體泄漏，確保了GIS系統的抗壓強度和絕緣性能；

(3)本發明方法對所采用的牌號為353ND的雙組份環氧樹脂膠進行熱處理，極大地減小了膠對金屬化光纖所產生的應力，避免了金屬化光纖斷裂和損傷現象，提高了金屬化光纖的可靠性。

附圖說明