CN107574413B - 一种抑制电荷注入方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及输配电设备技术领域，具体涉及一种抑制电荷注入方法及装置。当高压电器绝缘材料运行于长期高电场作用下的时候，局部高电场将使绝缘介质内部注入电荷，并在外界应力作用下不断发生电荷注入、抽出等物理过程。将破坏材料中的有机化学键，宏观表现为局部缺陷逐渐扩大，使得材料介电性能下降。本申请提供一种抑制电荷注入方法，所述方法包括如下步骤：采用蒸发镀膜在绝缘材料层表面或者金属导体表面设置氧化亚铜薄膜；将上述镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层或者上述镀有氧化亚铜薄膜的金属导体在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖。应用该方法作为电荷注入抑制方法，延长绝缘寿命，达到设备安全运行的效果。
Description
技术领域
本申请涉及输配电设备技术领域，具体涉及一种抑制电荷注入方法及装置。
背景技术
电介质复合材料具有较强的电绝缘强度，优异的机械性能而且造价低廉，被广泛应用于输电、配电领域绝缘件，以及各种高压电器设备主绝缘制造中。目前，大部分中高压电动机及发电机均采用聚酰亚胺薄膜对定子绕组扁铜线进行叠包并绕线后，使用无碱玻璃丝补强的环氧云母带复合绝缘材料对绕制成型后的定子绕组进行包绕，热模压成型后作为定子绕组主绝缘；气体绝缘电气组合开关及气体绝缘金属管道输电线路中的绝缘件，如盆式绝缘子、支柱绝缘子、盘式绝缘子等，均以环氧树脂作为基材，配合微米级二氧化硅、三氧化二铝等非金属氧化物颗粒，采用真空混料浇注工艺制造而成。
然而，在高压设备运行过程中，电介质复合材料所处的环境十分复杂，外界存在的热、电、机械、化学等各种应力，都会加速绝缘材料老化。特别当高压电器绝缘材料运行于长期高电场作用下的时候，局部高电场将使绝缘介质内部注入电荷，并在外界应力作用下不断发生电荷注入、抽出等物理过程。将破坏材料中的有机化学键，宏观表现为局部缺陷逐渐扩大，使得材料介电性能下降。
发明内容
本发明的目的是为了解决当高压电器绝缘材料运行于长期高电场作用下的时候，局部高电场将使绝缘介质内部注入电荷，并在外界应力作用下不断发生电荷注入、抽出等物理过程。将破坏材料中的有机化学键，宏观表现为局部缺陷逐渐扩大，使得材料介电性能下降的问题。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种抑制电荷注入方法，所述方法包括如下步骤：
采用蒸发镀膜在绝缘材料层表面或者金属导体表面设置氧化亚铜薄膜；
将上述镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层或者上述镀有氧化亚铜薄膜的金属导体在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖。
可选地，所述蒸发镀膜包括采用机械泵和分子泵组对镀膜腔抽真空，使得镀膜腔压力低于0.3Pa，选取高频感应加热原作为氧化亚铜靶材加热源，设定功率为1kW，蒸镀时间为1h～3h。
可选地，所述氧化亚铜薄膜厚度包括100nm～300nm。
可选地，所述蒸发镀膜包括采用旋转基片或者多蒸发源进行蒸镀。
可选地，所述在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖包括通过三层共挤设备，将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体、半导电层和镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层三者一同挤压成型，制备电缆。
一种抑制电荷注入装置，包括所述的已进行绝缘覆盖的高压设备载流模块。
可选地，所述装置包括中高压交直流套管或者中高压交直流电缆。
本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请采用蒸发镀膜的方法，在绝缘材料或者金属导体上形成一层氧化亚铜薄膜，能够在保持电绝缘材料原有良好的绝缘性能和机械性能基础上，抑制电荷从导体的注入。在电力传输及供配电设备中涉及到导体同绝缘密切接触的电力配件，应用该方法作为电荷注入抑制方法，起到延长提高绝缘寿命，达到设备安全运行的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种电缆结构示意图；
图1中的符号表示：
1-金属导体，2-氧化亚铜薄膜，3-半导电层，4-绝缘材料层。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。
下面通过实施例，对本申请的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一
本发明实施例提供一种抑制电荷注入方法，所述方法包括如下步骤：
采用蒸发镀膜在绝缘材料层表面或者金属导体表面设置氧化亚铜薄膜；
将上述镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层或者上述镀有氧化亚铜薄膜的金属导体在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖。
在对高压设备载流部分表面形成绝缘材料之前，通过磁控溅射镀膜或者蒸发镀膜的方法，在绝缘材料或者金属导体表面形成一层氧化亚铜薄膜，然后，然后将通过在高压设备载流模块表面上进行绝缘覆盖，就能够在金属导体或者绝缘材料层和与之结合的部位之间形成一层贴合紧密的致密氧化亚铜薄膜。该薄膜可以抑制运行过程中电荷从导体的注入，同时能够保持电绝缘材料良好的绝缘性能和机械性能，可用于中高压电机的变压器绕组绝缘；高压断路器的组合开关及气体绝缘金属管道中的绝缘子；中高压交直流套管；以及中高压交、直流电缆。在电力传输及供配电设备中，涉及到导体同绝缘密切接触的电力配件，同样能够应用该方法作为电荷注入抑制方法，起到延长提高绝缘寿命，达到设备安全运行的效果。
实施例二
参见图1，本发明实施例提供一种抑制电荷注入方法，所述方法包括如下步骤：
采用蒸发镀膜在绝缘材料层表面或者金属导体表面设置氧化亚铜薄膜；
将上述镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层或者上述镀有氧化亚铜薄膜的金属导体在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖。
可选地，所述蒸发镀膜包括采用机械泵和分子泵组对镀膜腔抽真空，使得镀膜腔压力低于0.3Pa，选取高频感应加热原作为氧化亚铜靶材加热源，设定功率为1kW，蒸镀时间为1h～3h。
可选地，所述氧化亚铜薄膜厚度包括100nm～300nm。
可选地，所述蒸发镀膜包括采用旋转基片或者多蒸发源进行蒸镀。
可选地，所述在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖包括通过三层共挤设备，将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体、半导电层和镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层三者一同挤压成型，制备电缆。
可选地，所述在高压设备载流部分表面进行绝缘覆盖包括如下步骤：
包绕压膜成型；混合浇注；三层共挤。压膜成型：将镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层缠绕在基体上形成定子绕组，将缠绕完毕的定子绕组放到180摄氏度温度下挤压成型，制备电机定子绕组；混合浇注：将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体放到模具中，然后将模具送入浇注炉进行浇注，制备环氧基绝缘件；三层共挤：通过三层共挤设备，将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体1、半导电层3和镀有氧化亚铜薄膜2的绝缘材料层4三者一同挤压成型，制备电缆。
在对高压设备载流部分进行绝缘材料包绕模压成型，浇注，或者三层共挤之前，通过磁控溅射镀膜或者蒸发镀膜的方法，在绝缘材料或者金属导体表面形成一层厚度为100nm～300nm的氧化亚铜薄膜，对于需要大面积镀膜的样品，采用旋转基片或多蒸发源，可保证膜层的均匀性；然后将通过在高压设备载流模块表面上进行绝缘覆盖，这样就可以在金属导体或者绝缘材料层和与之结合的部位之间形成一层贴合紧密的氧化亚铜薄膜。该薄膜可以抑制运行过程中电荷从导体的注入，同时能够保持电绝缘材料良好的绝缘性能和机械性能，可用于中高压电机的变压器绕组绝缘；高压断路器的组合开关及气体绝缘金属管道中的绝缘子；中高压交直流套管；以及中高压交、直流电缆。在电力传输及供配电设备中，涉及到导体同绝缘密切接触的电力配件，同样能够应用该方法作为电荷注入抑制方法，起到延长提高绝缘寿命，达到设备安全运行的效果。
实施例三
参见图1，本发明实施例提供一种抑制电荷注入装置，包括所述的已进行绝缘覆盖的高压设备载流模块。
可选地，所述装置包括中高压交直流套管或者中高压交直流电缆。
在对高压设备载流部分进行绝缘材料包绕模压成型，浇注，或者三层共挤之前，通过磁控溅射镀膜或者蒸发镀膜的方法，在绝缘材料或者金属导体表面形成一层厚度为100nm～300nm的氧化亚铜薄膜，对于需要大面积镀膜的样品，采用旋转基片或多蒸发源，可保证膜层的均匀性；然后将通过在高压设备载流模块表面上进行绝缘覆盖，这样就可以在金属导体和绝缘之间形成一层贴合紧密的氧化亚铜薄膜。该薄膜可以抑制运行过程中电荷从导体的注入，同时能够保持电绝缘材料良好的绝缘性能和机械性能，可用于中高压电机的变压器绕组绝缘；高压断路器的组合开关及气体绝缘金属管道中的绝缘子；中高压交直流套管；以及中高压交、直流电缆。通过三层共挤设备，将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体1、半导电层3和镀有氧化亚铜薄膜2的绝缘材料层4三者一同挤压成型，制备电缆。在电力传输及供配电设备中，涉及到导体同绝缘密切接触的电力配件，同样能够应用该方法作为电荷注入抑制方法，起到延长提高绝缘寿命，达到设备安全运行的效果。
以上所述仅是本发明实施例的具体实施方式，使本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的技术方案，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种抑制电荷注入方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
采用蒸发镀膜在绝缘材料层表面和金属导体表面设置氧化亚铜薄膜；
将上述镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层和上述镀有氧化亚铜薄膜的金属导体在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖；
其中，所述在高压设备载流模块表面进行绝缘覆盖，包括：通过三层共挤设备，将镀有氧化亚铜薄膜的金属导体、半导电层和镀有氧化亚铜薄膜的绝缘材料层三者一同挤压成型，制备电缆。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸发镀膜包括采用机械泵和分子泵组对镀膜腔抽真空，使得镀膜腔压力低于0.3Pa，选取高频感应加热原作为氧化亚铜靶材加热源，设定功率为1kW，蒸镀时间为1h～3h。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化亚铜薄膜厚度包括100nm～300nm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸发镀膜包括采用旋转基片或者多蒸发源进行蒸镀。
5.一种抑制电荷注入装置，其特征在于，包括所述权利要求1～4中任一项所述的已进行绝缘覆盖的高压设备载流模块。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置包括中高压交直流套管或者中高压交直流电缆。
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| CN107112088A (zh) * | 2014-08-07 | 2017-08-29 | 汉高股份有限及两合公司 | 高温绝缘的铝导体 |
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