CN102545063B - 一种分段式雷电导流条及其制作方法 - Google Patents

一种分段式雷电导流条及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种雷电导流条及其制作方法。雷电导流条是在一条绝缘基带上用粘接剂间隔粘接金属片,两金属片之间粘接剂的上表面喷涂铝粉。还包含接地端子。其制作方法包括:利用激光切割技术加工出金属片,利用模板将金属片定位在涂粘接剂的绝缘基带上,移走模板,待绝缘基带上的粘接剂初步固化后,在绝缘基带上涂粘接剂层,在粘接剂上表面喷一层铝粉,最后打磨整个导流条,使金属片上表面完全外露。结构简单,加工及使用方便,成本低,导流条具备优良的雷电防护性能,减小对雷达天线射频性能影响;金属片之间的铝粉可降低击穿电压,提高雷电防护性能;使用寿命长,广泛用于飞机部件、风力发电机叶片、雷达天线罩等设备的雷电防护。

Description

一种分段式雷电导流条及其制作方法
技术领域
本发明属于雷电防护领域,具体涉及一种分段式雷电导流条及其制作方法。
背景技术
飞机在飞行过程中容易遭受雷击,雷击过程中的高电压、大电流对飞机部件造成严重破坏,威胁到飞行安全。风力发电机的叶片和位置较高的雷达天线罩等设备也容易被雷电损坏。因此,必须对雷电进行防护。
   雷电导流条可分为三种:整体式导流条、分段式导流条及粉末导流条。整体式导流条通常有铝条制成,结构简单,防护效果好,但由于重量大、安装维护困难、且对雷达天线设备有一定程度的影响,现在已较少采用。
   目前应用最广的为分段式导流条。最早公布的专利US3,416,027中,将铆钉,方形金属片或金属线固定在绝缘材料上。US4,506,311公布了一种分段金属片形状为菱形的导流条,金属分段包含上下两层,分布在绝缘材料的上下表面,中间穿孔将上下层金属片连接起来。US4,796,153在US3,416,027基础上进行改进,以柔性印制电路板为基材,通过多次蚀刻及电镀来实现更小的金属片间距。上述导流条共同的缺陷在于较结构复杂,要求金属分段之间的距离小(一般不超过0.5mm),因此加工过程复杂,成本较高。US4237514公布了一种铝粉末分布于绝缘绝缘基带上的导流条,铝粉末表面氧化,在普通状态下不构成导电体,在雷电压下,各金属粒子之间的空气被击穿,在导流条上方形成空气通道。中国申请号200580002988.4的专利公布了一种分段式导流条及制作方法,其中的导流条按照平板打孔、填充、切割的步骤加工而成。鉴于国内现有的加工条件,尤其在小批量制作时,该方法也存在不易加工、成本较高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单,加工及使用方便,成本低,性能优良,的一种分段式雷电导流条。
本发明的另一个目的是提供制作雷电导流条的方法。
为了克服现有技术的不足,本发明的技术方案是这样解决的:一种分段式雷电导流条,该雷电导流条包括绝缘基带、金属片、接地端子、安装孔,本发明的特殊之处在于绝缘基带一端上表面通过模板上的孔中涂一粘接剂层,所述一粘接剂层上分别间隔粘贴多个金属片,所述绝缘基带另一端通过一粘接剂层粘贴接地端子,所述接地端子中心开有一个安装孔,所述金属片周围通过另一粘接剂层紧固,该粘接剂层的上表面粘贴铝粉层。
一种分段式雷电导流条的制作方法,包括以下步骤:
1)、选取一定宽度的长条聚酯薄膜带,将表面清洁干净,作为雷电导流条的绝缘基带;
2)、在金属薄板上用激光切割机切割出金属片,金属片的形状为圆形或菱形;
3)、用薄铜片裁剪出接地端子外形,通过冲压机打出安装孔;
4)、绝缘基带中心位置涂一薄层粘接剂; 
5)、利用模板,将金属片定位在绝缘基带上;
6)、移除模板,剩余金属片粘接在绝缘基带上;
7)、粘接剂固化,使金属片固定在绝缘基带上;
8)、在整个绝缘基带上涂粘接剂,粘接剂层与金属片上表面平齐;
9)、沿上表面中间位置喷涂一层铝粉;
10)、将接地端子粘接在绝缘基带上;
11)、粘接剂固化,金属片及铝粉完全固定;
12)、导流条上表面打磨,除去金属片上表面的胶层,使金属片上表面完全暴露。
本发明与现有技术相比,结构简单,加工及使用方便,成本低,导流条具备优良的雷电防护性能,制作方法不需要大型及精密设备;增大金属片之间的距离,降低操作难度及工艺复杂性,同时减小了对雷达天线射频性能的影响;金属片之间的铝粉可降低击穿电压,提高雷电防护性能;导流条包含铜片接地端子,便于安装接地;可以承受一定的应力及各种恶劣环境,保证雷电导流条的使用寿命,广泛用于飞机部件、风力发电机叶片、雷达天线罩等设备的雷电防护。
附图说明
图1为本发明的雷电导流条实施例的俯视图;
图2为图1实施例的剖面及局部放大图;
图3为金属片圆形的实施例中使用的模板图;
图4为金属片的菱形雷电导流条实施例图;
图5为雷电导流条的接地端子的另一个实施例图。
具体实施方式
附图为本发明的实施例。
下面结合附图对发明的内容作进一步说明:
参照附图1~5所示,一种分段式雷电导流条包括绝缘基带、金属片、接地端子、安装孔,所述绝缘基带1一端上表面通过模板8上的孔9中涂一粘接剂层2,所述一粘接剂层2上分别间隔粘贴多个金属片5,所述绝缘基带1另一端通过一粘接剂层2粘贴接地端子6,所述接地端子6中心开有一个安装孔7,所述金属片5周围通过另一粘接剂层3紧固,粘接剂层3的上表面粘贴铝粉层4。
所述金属片材料为铝或不锈钢。
所述金属片形状为菱形或圆形。
所述粘接剂为柔性环氧粘接剂。
所述金属片之间的间距为等间距,间距范围为1~5mm或不等间距。
所述铝粉层的宽度小于金属片的宽度。
所述绝缘基带为PET聚酯薄膜。
所述接地端子由薄铜片制成。
一种分段式雷电导流条的制作方法包括以下步骤:
1)、选取一定宽度的长条聚酯薄膜带,将表面清洁干净,作为雷电导流条的绝缘基带;
2)、在金属薄板上用激光切割机切割出金属片,金属片的形状为圆形或菱形;
3)、用薄铜片裁剪出接地端子外形,通过冲压机打出安装孔;
4)、绝缘基带中心位置涂一薄层粘接剂; 
5)、利用模板,将金属片定位在绝缘基带上;
6)、移除模板,剩余金属片粘接在绝缘基带上;
7)、粘接剂固化,使金属片固定在绝缘基带上;
8)、在整个绝缘基带上涂粘接剂,粘接剂层与金属片上表面平齐;
9)、沿上表面中间位置喷涂一层铝粉;
10)、将接地端子粘接在绝缘基带上;
11)、粘接剂固化,金属片及铝粉完全固定;
12)、导流条上表面打磨,除去金属片上表面的胶层,使金属片上表面完全暴露。
实施例1
图1和图2中,绝缘基带1采用聚酯薄膜(PET),厚度一般为0.1mm。宽度从0.5mm~2mm,由整张的聚酯薄膜裁切而成,长度根据实际需要确定。
一粘接剂层2和另一粘接剂层3均为柔性环氧粘接剂,固化后为柔性,使整个导流条可弯曲,以便于粘贴在弯曲的设备表面。一粘接剂层2较薄,一般为0.1mm~0.2mm,沿绝缘基带1的中心位置涂刷,主要用于将金属片5初步定位。金属片5在绝缘基带1上的定位可借助如图3所示的模板8实现,模板8上的孔9与金属片的尺寸一致,使金属片刚好放入孔中。现有产品为了降低金属片5之间气隙的击穿电压,金属片5的间距一般都很小,其间距为0.2mm~0.5mm,较小的间距增加了加工及操作的难度。本发明增大了金属片5之间的间距,其间距为1mm~5mm,较大的间距大大减小了加工及操作难度,从而降低人员及设备成本。
实际加工时,另一粘接剂层3的高度与金属片上表面平齐。在另一粘接剂层3上喷涂一层铝粉4,铝粉4粘接于另一粘接剂上形成一个稳定的铝粉层4。铝粉层4相对于绝缘材料和空气更容易击穿,可以使导流条在更低的电压下形成空气电离通道,可以有效的弥补由于增大金属片5的间隙造成的击穿电压升高,从而保证导流条的防护性能。
金属片5的材质为金属,最好为铝或不锈钢,这两种材质导电性能较好且易于加工。金属片5的形状一般为圆形或菱形,这两种形状加工较为简便。图4为金属片5形状为菱形的实例。金属片由厚度为0.1mm~0.5mm的金属薄板通过激光切割方式加工而成,金属片的尺寸为1mm~5mm。金属片5除了上表面外,全部被粘接剂包裹。上表面暴露是直接与外部电场接触,便于实现金属片5之间的空气击穿。金属片5被粘接剂紧密固定于绝缘基带1上。
实施例2
图1和图2虚线框中为接地端子6,虚线框表示该部分可以没有,因为有的应用场合不需要接地端子。接地端子6由薄铜片裁切而成,厚度为0.1~0.5mm。安装孔7采用冲压方式加工而成,孔径根据实际安装位置的螺孔尺寸来确定。安装孔7的形状包括但不限于圆形或圆角矩形,图5的实例中,安装孔7为圆角矩形。
实施例3
本发明所述一种制作分段式雷电导流条的方法,该方法的具体实施方式:
1)、将聚酯薄膜裁成宽度为0.5mm~5mm的长条,长度根据需要确定,一般单根不超过1m,将表面清洁干净,作为雷电导流条的绝缘基带(如图2中的1所示);
2)、在金属薄板(厚度0.1mm~0.5mm)上用激光切割方式切割出金属片,金属片的形状为圆形或菱形(如图1、图4中的5所示),尺寸为1mm~5mm,应保证切割出的金属片无毛刺及金属残渣;
3)、用薄铜片裁剪出接地端子外形(如图1、图5中的6所示),通过冲压方式打出安装孔(如图1、图5中的7所示);
4)、绝缘基带中心位置涂一薄层粘接剂(如图2中的2所示),粘接剂厚度0.1mm~0.2mm; 
4)、利用模板(如图3所示),将金属片定位在绝缘基带上,通过模板确定的金属片间距为1mm~5mm;
6)、移除模板,剩余金属片粘接在绝缘基带上;
7)、粘接剂固化,使金属片固定在绝缘基带上;
8)、在整个绝缘基带上涂粘接剂,粘接剂层与金属片上表面平齐;
9)、沿上表面中间位置喷涂一层铝粉(如图1、图2、图4中的4所示);
10)、将接地端子粘接在绝缘基带上(如图2中的6所示);
11)、粘接剂固化,金属片及铝粉完全固定(如图2所示);
12)、导流条上表面打磨,除去金属片上表面的胶层,使金属片上表面完全暴露(如图1、图2、图4中的5所示)。
综上所述,本发明所述的雷电导流条绝缘基带为聚酯薄膜(PET)材料,这种材料为通用的绝缘材料,具备良好的绝缘性能、环境适应能力及物理力学性能,采用这种材料作为绝缘基带1,既可以防止雷电流从金属片进入绝缘基带1下的被防护设备,也可以承受一定的应力及各种恶劣环境,保证雷电导流条的使用寿命。
   本发明所述的雷电导流条金属片材质为铝或不锈钢,这是两种最常用的金属材料。
   本发明所述的雷电导流条金属片形状最好为圆形或菱形,这两种形状可以保证雷电防护性能且易于加工。过于复杂的形状会导致加工成本增加。
   本发明所述的雷电导流条,其粘接剂为柔性环氧粘接剂。粘接剂对雷电导流条的性能十分关键,它既作为粘接剂连接金属片和绝缘基带,也作为绝缘材料将各金属片隔离。柔性环氧粘接剂不仅粘接能力强,而且具备良好的绝缘性能及环境适应能力,同时固化后是柔性的。普通环氧粘接剂固化后为脆性,在使用时,尤其粘接在弯曲表面时,容易断裂,严重影响雷电防护性能及使用寿命。
本发明所述的雷电导流条,其金属片之间有一个铝粉层。铝粉颗粒的外表面氧化,在普通条件下,相互之间是绝缘的,并不形成导电通道,从而不会对雷达天线设备的射频性能造成影响。铝粉相对于绝缘材料和空气更容易击穿,可以使导流条在更低的电压下形成空气电离通道,可以有效的弥补由于增大金属片的间隙造成的击穿电压升高,从而保证导流条的防护性能。

Claims (9)

1.一种分段式雷电导流条,该雷电导流条包括绝缘基带、金属片、接地端子、安装孔,其特征在于绝缘基带(1)一端上表面通过模板(8)上的孔(9)中涂一粘接剂层(2),所述一粘接剂层(2)上分别间隔粘贴多个金属片(5),所述绝缘基带(1)另一端通过一粘接剂层(2)粘贴接地端子(6),所述接地端子(6)中心开有一个安装孔(7),所述金属片(5)周围通过另一粘接剂层(3)紧固,所述粘接剂层(3)的上表面粘贴铝粉层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述金属片材料为铝或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述金属片形状为菱形或圆形。
4.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述粘接剂为柔性环氧粘接剂。
5.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述金属片之间的间距为等间距,间距范围为1~5mm或不等间距。
6.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述铝粉层的宽度小于金属片的宽度。
7.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述绝缘基带为PET聚酯薄膜。
8.根据权利要求1所述的一种分段式雷电导流条,其特征在于所述接地端子由薄铜片制成。
9.一种如权利要求1所述的一种分段式雷电导流条的制作方法,包括以下步骤:
1)、选取一定宽度的长条聚酯薄膜带,将表面清洁干净,作为雷电导流条的绝缘基带;
2)、在金属薄板上用激光切割机切割出金属片,金属片的形状为圆形或菱形;
3)、用薄铜片裁剪出接地端子外形,通过冲压机打出安装孔;
4)、绝缘基带中心位置涂一薄层粘接剂; 
5)、利用模板,将金属片定位在绝缘基带上;
6)、移除模板,剩余金属片粘接在绝缘基带上;
7)、粘接剂固化,使金属片固定在绝缘基带上;
8)、在整个绝缘基带上涂粘接剂,粘接剂层与金属片上表面平齐;
9)、沿上表面中间位置喷涂一层铝粉;
10)、将接地端子粘接在绝缘基带上;
11)、粘接剂固化,金属片及铝粉完全固定;
12)、导流条上表面打磨,除去金属片上表面的胶层,使金属片上表面完全暴露。
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