[發明專利]一種輕型耐輻照低溫用絕緣子

無效

• 申請號: 201410360947.3
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104167264A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 吳智雄;李來風;李靜文;黃傳軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H01B17/26
• 分類號: H01B17/26;H01B17/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及超導、低溫、核輻照和電氣絕緣技術領域，更具體涉及一種輕型耐輻照低溫用絕緣子。

背景技術

近年來，隨著超導技術的不斷發展，超導技術的應用越來越廣泛，如超導輸電，超導磁懸浮，超導核磁共振儀，核聚變實驗堆等。超導系統涉及多方面的技術，除超導體本身外，相關的絕緣材料及結構的設計也是關鍵技術。絕緣系統是超導電纜或超導磁體線圈等應用超導系統中必不可少的重要組成部分，經常起絕緣和支撐的雙重作用。

目前所使用的超導體主要靠低溫流體冷卻，從室溫降至液氮甚至液氦溫度進入超導狀態，這就需要通過使用空心絕緣子，保證低溫液體順利通過，同時將整個超導系統的電回路和低溫冷卻回路電絕緣。

低溫環境下復合絕緣子需要經歷從室溫(300K)到液氮溫度(77K)甚至液氦溫度(4K)以及從低溫到室溫的多次冷熱過程，這就要求絕緣子必須具備極好的低溫韌性，抗冷熱沖擊性等。針對以上這些要求，近年來，環氧樹脂基復合絕緣子的研究日益受到重視并且已經在部分領域得到了應用。然而，隨著高溫超導電工應用技術以及強磁場、高儲能、強輻照的低溫超導核聚變實驗工程的發展，絕緣系統在使用環境上與傳統的在低溫超導中的應用有很大不同，如對于存在中子輻照及γ射線時涉及的輻照損傷等，現有的絕緣子已不能很好地滿足這些新條件、新環境的要求，因此亟需對絕緣子的絕緣材料及結構進行設計和改進。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題就是提供一種低成本，高可靠性，能滿足在強輻照低溫環境下使用的輕型耐輻照低溫用絕緣子。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種輕型耐輻照低溫用絕緣子，該絕緣子包括管接頭、絕緣連接管、波紋管；所述絕緣連接管一端連接管接頭，另一端連接波紋管，波紋管另一端連接另一個管接頭，絕緣連接管與管接頭為螺紋配合膠粘連接。

優選地，所述絕緣連接管的基體材料為環氧樹脂，所述絕緣連接管的增強材料為無硼玻璃纖維和聚酰亞胺薄膜。

優選地，所述管接頭為不銹鋼管。

優選地，所述無硼玻璃纖維和聚酰亞胺薄膜的含量為絕緣連接管重量的65-70％。

優選地，所述絕緣連接管為無硼玻璃纖維/聚酰亞胺薄膜/無硼玻璃纖維的層疊的增強結構。

優選地，所述環氧樹脂具有直徑為0.2-0.5微米的氣孔。

優選地，所述環氧樹脂為芳香胺固化劑固化的多官能團環氧樹脂。

(三)有益效果

本發明的輕型耐輻照低溫用絕緣子體積小、重量輕、抗輻照、耐低溫、耐高電壓，非常適合作為高能物理裝置中的高電壓絕緣通道連接使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明絕緣子的基本結構示意圖；

圖中標記：1、管接頭，2、絕緣連接管，3、波紋管

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。

如圖1所示，本發明輕型耐輻照低溫用絕緣子包括管接頭1、絕緣連接管2、波紋管3。絕緣連接管2采用抗輻照的環氧樹脂作為基體材料，無硼玻璃纖維和聚酰亞胺薄膜作為增強材料，通過濕法纏繞或真空壓力浸漬工藝制備而成。其中，增強材料采用層疊的三明治結構的無硼玻璃纖維/聚酰亞胺薄膜/無硼玻璃纖維半迭繞包絕緣結構，無硼玻璃纖維及聚酰亞胺薄膜的含量為絕緣連接管重量的65-70％，抗輻照環氧樹脂基體為芳香胺固化劑固化的多官能團環氧樹脂，固化后的環氧樹脂氣孔直徑為0.2-0.5微米。為保證絕緣子良好的氣密性和連接強度，絕緣連接管與管接頭采用螺紋配合膠粘連接。同時，考慮到絕緣子工作于低溫(液氮或液氦)環境下，由于溫度的變化(如室溫到液氮溫度)，絕緣子各部件材料的膨脹系數不同，會引起較大的熱變形及熱應力，因此我們在設計時采用一小段波紋管來補償絕緣連接管由于低溫引起的軸向收縮變形，確保了絕緣子在低溫下使用時的安全可靠。

實施例