[發明專利]用于中高壓輸配電開關裝置的絕緣復合件及其制備方法

有效

• 申請號: 201110258141.X
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102437516A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 龔衛國;陳飛群
• 申請（專利權）人: 圣戈班高功能塑料(上海)有限公司
• 主分類號: H02B1/00
• 分類號: H02B1/00;H01B3/30;H01B13/00;H01B13/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明屬于中高壓輸配電開關裝置領域，涉及一種用于中高壓輸配電開關裝置的絕緣復合件。

背景技術

現有的中高壓輸配電開關裝置產品中的絕緣觸座，包括金屬導體和安裝在所述金屬導體上的電絕緣部件(又稱“絕緣子”)，它是通過將環氧樹脂澆注成型后，借助粘結劑裝配在金屬導體上所制成的。但是，現有技術存在以下缺陷。

1、安全問題及工作、應用領域范圍小

澆注成型的絕緣子體內易產生氣泡和內應力，一旦遇到外部因素影響，比如開關過程中的瞬時高電流或高壓沖擊，或較大溫度變化等，絕緣子會產生裂紋和裂縫并導致被擊穿，從而釀成嚴重的安全事故。

因此，環氧樹脂的電學特性，即介電常數較大，決定了由其制成的絕緣觸座等絕緣復合件一般適用于12千伏(KV)、24KV等30KV以下的中高壓輸配電裝置中。

此外，由環氧樹脂制成的絕緣觸座一般適用于-30℃～90℃的工作環境，而不能應用于-200℃～-30℃，90℃～250℃或存在化學腐蝕可能的惡劣工作環境。

2、質量及成本問題

現有技術是先將所述電絕緣部件和金屬導體部件單獨制備，然后裝配在一起，因此電絕緣部件一般不能緊密地結合在金屬導體上。為了增強兩者的結合程度，現有技術一般采用特定的粘合劑粘結，或在金屬導體上開槽。然而這樣不僅增加了生產成本(澆注工藝本身成本就很高)，而且粘合劑中通常會產生氣泡，導致結合性能減弱并縮短產品的使用壽命。

迄今為止，在中高壓輸配電開關裝置領域中，尚未有一種適用于超過30KV的諸如絕緣觸座、絕緣觸管、屏蔽線圈等有關元件的絕緣復合件，該絕緣復合件生產成本低，其電絕緣部件無需使用粘合劑就能夠緊密地結合在金屬導體上，同時在惡劣工作環境下又能夠保證其使用壽命長、可靠性和穩定性高等性能。

發明內容

本發明提供了一種新穎的用于中高壓輸配電開關裝置的絕緣復合件，從而解決了現有技術中存在的問題。

本發明的發明人經研究后發現，絕緣復合件的絕緣部件若使用比環氧樹脂介電常數(3.5-4)低近一倍的氟塑料，如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(介電常數為2.1)，不僅能夠具有優異的抗雷電擊穿性能，還具有優異的耐高低溫性能(-200℃至250℃，而環氧樹脂為-30℃至90℃)和優異的耐化學品性能；并且，氟塑料相對于金屬導體有較大的收縮率(6％，環氧樹脂僅為2％)，因此當由其制成的絕緣部件與金屬導體同時冷卻收縮后，由于絕緣部件收縮形變大而緊密結合在金屬導體上，其結合力為100牛頓以上，無需任何起輔助結合作用的粘合劑?；谏鲜霭l現，本發明得以完成。

一方面，本發明提供了一種用于中高壓輸配電開關裝置的絕緣復合件，它包含：

金屬導體；以及

通過注塑工藝在所述金屬導體表面上形成的氟塑料絕緣體。

在一個優選的實施方式中，所述氟塑料絕緣體的材料為四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(又稱“PFA樹脂”)，也可以是全氟乙丙烯共聚物(又稱“FEP樹脂”)，或是它們的組合。

在另一個優選的實施方式中，所述氟塑料絕緣體直接注塑成型在金屬導體表面上，冷卻收縮后與金屬導體相結合。

在另一個優選的實施方式中，所述絕緣復合件是中高壓輸配電開關裝置中的絕緣觸座，絕緣觸管，或者屏蔽線圈。

在另一個優選的實施方式中，所述絕緣觸座是接地觸座或合閘觸座。

在另一個優選的實施方式中，所述絕緣復合件適用于額定電壓在30千伏以上的高壓輸配電開關裝置。

另一方面，本發明提供了一種制備用于中高壓輸配電開關裝置的絕緣復合件的方法，該方法包括：

提供金屬導體；以及

通過注塑工藝將氟塑料絕緣體形成在所述金屬導體表面上。

在一個優選的實施方式中，所述提供金屬導體的步驟包括：

1)車削加工金屬導體的表面；以及

2)噴砂處理金屬導體的表面。

在另一個優選的實施方式中，所述通過注塑工藝將氟塑料絕緣體形成在金屬導體表面上的步驟包括：

1’)將金屬導體預裝在注塑模具上；

2’)將氟塑料絕緣體注塑成型在金屬導體表面上；

3’)所述氟塑料絕緣體冷卻后收縮，與金屬導體結合。

在另一個優選的實施方式中，在將金屬導體預裝在注塑模具上后，加熱注塑模具。

在另一個優選的實施方式中，所述氟塑料絕緣體的冷卻為自然冷卻至室溫。