CN114631156B - 具有包含有机金属化合物的绝缘体的电磁线 - Google Patents

Abstract

描述了具有耐电晕搪瓷绝缘体(corona resistant enamel insulation)的电磁线。电磁线可以包括导体，并且可以在导体周围形成至少一层聚合搪瓷绝缘体。聚合搪瓷绝缘体可包括分散在基础聚合物材料例如聚酰亚胺中的填料。此外，填料可以包括有机金属化合物。

Description

具有包含有机金属化合物的绝缘体的电磁线

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月24日提交的美国专利申请第16/449,744号的优先权，该申请题为“具有包含有机金属化合物的绝缘体的电磁线”，其内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及电磁线，更具体地说，涉及包括由包含有机金属填料的聚合搪瓷形成的绝缘体的电磁线。

背景技术

电磁线，也称为绕组线或磁绕组线，广泛用于各种电机和设备，例如逆变器驱动电机、电动机起动器发电机、变压器等。电磁线通常包括围绕中心导体形成的聚合搪瓷绝缘体。搪瓷绝缘层是通过在电磁线上涂清漆并在烘箱中固化清漆以除去溶剂，从而形成薄搪瓷层而形成的。重复这一过程，直到达到所需的搪瓷构造或厚度。用于形成搪瓷层的聚合材料旨在某些最高工作温度下使用。此外，电气设备可能会遭受相对较高的电压条件，这可能会破坏或降低电线绝缘。例如，逆变器可以产生输入到某些类型的电机中的可变频率，并且可变频率可以呈现陡峭的波形，这导致电机绕组过早故障。

已尝试减少由于电线绝缘退化而导致的过早故障。这些尝试包括在电机和设备的处理和制造过程中最小化对电线和绝缘的损坏，并在适当的地方使用较短的引线长度。此外，逆变器驱动(inverter drive)和电机之间的电抗器线圈(reactor coil)或滤波器(filter)可以通过减少逆变器驱动/电机组合产生的电压尖峰和高频来延长绕组的寿命。然而，这种线圈是昂贵的，并且增加了系统的总成本。增加绝缘量可以提高电气设备中绕组的寿命，但这种选择既昂贵又减少了设备中铜的空间量，从而产生效率较低的电机。此外，一旦达到一定数量的搪瓷层，就会发生层间分层。因此，有机会改进具有绝缘设计的电磁线，以更长时间承受电气设备中存在的更高温度和/或电压。

附图说明

参考附图阐述具体实施方式。在附图中，附图标记的最左边的数字表示该附图标记首次出现的附图。在不同的附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目；然而，各种实施例可以利用不同于图中所示的元件和/或组件。此外，提供附图是为了说明这里描述的示例性实施例，而不是为了限制本公开的范围。

图1A-2B示出了可以根据本公开的各种实施例形成的示例性电磁线结构的截面图。

具体实施方式

本公开的某些实施例涉及包括聚合物搪瓷绝缘体(polymeric enamelinsulation)的电磁线，相对于传统电磁线，该电磁线具有改进的耐电晕性。本公开的其他实施例涉及制造包括具有改进的耐电晕性的聚合搪瓷绝缘体(polymeric enamelinsulation)的电磁线(magnet wire)的方法。根据需要，可以使用多种合适的聚合材料来形成搪瓷绝缘体。例如，在某些实施例中，聚合搪瓷绝缘体可以包括聚酰亚胺。根据本公开的一个方面，可以在形成聚合搪瓷绝热体之前将填料材料添加到基础聚合物材料或树脂中。此外，填料材料可以包括一种或多种有机金属化合物。填料的添加可以提高由电磁线上的填充聚合搪瓷形成的一个或多个聚合搪瓷层的耐电晕性。结果，在局部放电和/或其他不利条件下，电磁线和/或装有电磁线的电气设备(例如，电机等)的寿命可以增加或延长。

多种合适的有机金属化合物或材料可以在各种实施方案中用作填料。此外，在某些实施方案中，有机金属化合物可以是完全可溶的化合物。换句话说，当有机金属化合物与混合或悬浮在溶剂中的聚合物基础材料结合时，有机金属化合物将完全溶解或液化。在某些实施方案中，有机金属化合物可以包括金属氧化物酸的胺盐。例如，有机金属化合物可以包括钼酸、钨酸或铬酸的胺盐。在其他实施方案中，有机金属化合物可以包括氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或硫代磷酸酯。可以使用其他合适的有机金属化合物。

此外，在某些实施方案中，单一类型的有机金属化合物或材料可以用作填料。在其他实施方案中，两种或多种不同有机金属化合物的组合可以用作填料。在使用两种或多种有机金属化合物的情况下，多种合适的混和(blending)或混合(mixing)比例可用于各种组分化合物。例如，两种或多种组分化合物可以以多种合适的重量比混合。

填料材料也可以以任何合适的比例添加到基础聚合物材料中。例如，在某些实施例中，填充的聚合搪瓷绝缘层中的填料总量可以在以重量计的大约百分之一(1.0％)至大约百分之十(10％)之间。在其他实施例中，填料的总量可以在以重量计的大约百分之三(3.0％)至大约百分之五(5.0％)之间。在各种其他实施方案中，填料的总量可以是大约1、2、3、4、5、6、7、7.5、8、9或10重量％，包括在上述值中的任何两个之间的范围内的量，或者包括在由上述值之一限定的最小或最大端的范围内的量。例如，填料的总量可以小于填充的聚合搪瓷绝缘体(按重量计)的百分之五(5.0％)。

现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的实施例，在附图中示出了本公开的某些实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。相同的数字始终指代相同的元件。

现在参考附图，图1A示出了示例性圆形电磁线100的横截面端视图，其可以包括涂覆有搪瓷绝缘体的导体110。根据需要，可以使用任何合适数量的搪瓷层。如图所示，可以在导体110周围形成多层搪瓷绝缘体，例如底涂层120和顶涂层130。在其他实施例中，可以使用单层搪瓷绝缘体。在其他实施例中，可以使用多于两层的搪瓷绝缘层。此外，一个或多个搪瓷层可以包括合适的填料，并且填料可以包括至少一种有机金属化合物或材料。

类似地，图1B示出了示例性矩形电磁线150的横截面端视图，其可以包括涂覆有搪瓷绝缘体的导体160。根据需要，可以使用任何合适数量的搪瓷层。如图所示，可以在导体160周围形成多层搪瓷绝缘体，例如底涂层170和顶涂层180。在其他实施例中，可以使用单层搪瓷绝缘层。在其他实施例中，可以使用多于两层的搪瓷绝缘层。此外，一个或多个搪瓷层可以包括合适的填料，并且填料可以包括至少一种有机金属化合物或材料。图1A的圆形金属丝100将在下面更详细地描述；然而，应当理解，图1B的矩形导线150的各种部件可以类似于图1A的圆形导线100所描述的部件。

导体110可以由多种合适的材料或材料组合形成。例如，导体110可以由铜、铝、退火铜、无氧铜、镀银铜、镀镍铜、铜包铝(“CCA”)、银、金、导电合金、双金属或任何其他合适的导电材料形成。另外，导体110可以形成为任何合适的横截面形状，例如所示的圆形(circular)或圆横截面形状。在其他实施例中，导体110可以具有矩形(如图1B所示)、正方形、椭圆形、卵形或任何其他合适的横截面形状。如某些横截面形状(例如矩形)所期望的，导体可以具有圆角、尖角、平滑角、弯曲角、斜角、截角或以其他方式形成的角。导体110可以形成为任何合适的尺寸，例如任何合适的规格、直径、高度、宽度、横截面积等。

可以在导体110周围形成任意数量的搪瓷层，例如所示的底涂层120和顶涂层130。搪瓷层通常通过将聚合物清漆涂覆到导体110上，然后在合适的搪瓷炉或熔炉中烘烤导体110而形成。聚合物清漆通常包括悬浮在一种或多种溶剂中的热固性聚合物材料或树脂。热固性或热固聚合物是一种可以从软固体或粘性液体(例如粉末等)不可逆地固化成不溶性或交联树脂的材料。热固性聚合物通常不能通过挤出熔融来使用，因为熔融过程会分解或降解聚合物。因此，热固性聚合物悬浮在溶剂中形成清漆，该清漆可以被涂覆和固化以形成搪瓷膜层。涂上清漆后，通过烘烤或其他合适的固化去除溶剂，从而留下固体聚合物搪瓷层。根据需要，可以将多层搪瓷施加到导体110上，以获得期望的搪瓷厚度或构造(例如，通过减去导体和任何下层的厚度而获得的搪瓷厚度)。每个搪瓷层可以利用类似的工艺形成。换句话说，第一搪瓷层可以例如通过施加合适的清漆并将导体通过搪瓷炉来形成。第二搪瓷层可随后通过施加合适的清漆并使导体通过相同的搪瓷炉或不同的搪瓷炉来形成。实际上，搪瓷炉可以被构造成便于金属丝多次通过该炉。如各种实施例中所期望的，除了一个或多个搪瓷炉之外，或者作为一个或多个搪瓷炉的替代，可以使用其他固化装置。例如，可以使用一种或多种合适的红外光、紫外光、电子束和/或其他固化系统。

根据需要，每一层搪瓷，例如底涂层120和顶涂层130，可以由任何合适数量的子层形成。例如，底涂层120可以包括单个搪瓷层，或者可替换地，包括多个搪瓷层或子层，这些搪瓷层或子层被形成直到获得期望的构造或厚度。类似地，顶涂层130可以包括一个或多个子层。每层搪瓷和/或整个搪瓷结构可以具有任何期望的厚度，例如约0.0002、0.0005、0.007、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017或0.020英寸的厚度，包括在上述任何两个值之间的范围内，和/或包含在最小或最大端部由上述值之一限定的范围内的厚度。

可以根据需要使用各种不同类型的聚合材料来形成搪瓷层。合适的热固性材料的示例包括但不限于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、酰胺酰亚胺、聚酯、聚酯酰亚胺、聚砜、聚苯砜、聚硫化物、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酮等。在某些实施例中，至少一个搪瓷层可以包括聚酰亚胺(“PI”)。根据需要，可以形成多个聚酰亚胺层。例如，底涂层120和顶涂层130都可以形成为PI层。在其他实施例中，一个或多个PI层可以与由其他类型的材料形成的搪瓷层结合。例如，底涂层120可以由PI形成，而顶涂层130包括另一种聚合材料或聚合材料的混合物。此外，根据本公开的一个方面，并且如下文更详细解释的，一个或多个搪瓷层(例如，聚酰亚胺(PI)搪瓷层等)可以包括合适的填料。

在某些实施例中，底涂层120可以包括一层或多层填充搪瓷(例如，填充PI搪瓷等)，并且包括未填充搪瓷(例如，聚酰胺酰亚胺搪瓷、未填充PI搪瓷等)的面漆130可以形成在底涂层120上。在其他实施例中，顶涂层130可以形成为填充层。根据需要，可以使用底涂层120和顶涂层130之间的任何合适的构造或厚度比。在某些实施例中，底涂层120和顶涂层130之间的厚度或构造比可以在大约95/5和大约85/15之间。换句话说，顶涂层130的厚度或构造可占组合搪瓷绝缘层总厚度或构造的约5.0％至约15.0％。在其他实施例中，顶涂层130可构成组合搪瓷绝缘体总厚度或构造的大约2、3、5、7、10、12、15、20或25％。

尽管在图1A中示出了单独的底涂层120和顶涂层130，但是在其他实施例中，可以形成没有顶涂层130的线。电线周围形成的搪瓷可以包括一层或多层聚合搪瓷材料，它们都具有相似的结构。例如，可以在导体110周围形成一个或多个填充的搪瓷层，例如填充的PI层。实际上，由于作为填料添加到聚合物基材中的有机金属化合物的混溶性，面漆130的使用是任选的。

图2A示出了示例性三涂层圆形电磁线200的横截面端视图。图2A所示的实施例包括被聚合物底涂层220包围的导体210、设置在底涂层220上的第一聚合物层230和设置在第一聚合物层230上的第二聚合物层240。类似地，图2B示出了示例性三涂层矩形磁线250的横截面端视图。导线250包括被聚合物底涂层270包围的导体260、设置在底涂层270上的第一聚合物层280和设置在第一聚合物层280上的第二聚合物层290。图2A的圆形金属丝200将在下面更详细地描述；然而，应当理解，图2B的矩形导线250的各种部件可以类似于图2A的圆形导线200所描述的部件。

关于图2A的导线200，导体210可以类似于上面参考图1A描述的导体110。此外，多种合适的聚合物可用于形成搪瓷220、230、240的不同层。合适的热固性材料的示例包括但不限于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、酰胺酰亚胺、聚酯、聚酯酰亚胺、聚砜、聚苯砜、聚硫化物、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酮等。在某些实施例中，至少一个搪瓷层可以包括聚酰亚胺(“PI”)。此外，底涂层220、第一聚合物层230和第二聚合物层240中的每一个可以包括任何期望数量的子层。在某些实施例中，可以形成多个PI层。例如，所有三层220、230、240可以由PI形成。

在其他实施例中，一个或多个PI层可以与由其他类型的材料形成的搪瓷层结合。例如，底涂层220可以由PAI或另一种聚合物材料形成，该聚合物材料促进导体210和形成在导体周围的绝缘体之间的增强粘附。然后，第一聚合物层230可以由任何合适数量的填充PI层形成。然后，第二聚合物层240可以形成为填充的PI层上的面漆。例如，第二聚合物层240可以形成为类似于上面参考图1A讨论的面漆130的未填充面漆。

作为另一个示例，底涂层220和第一聚合物层230可以形成为PI层。例如，底涂层220可以由促进增强对导体210的粘附的PI形成。在某些实施例中，底涂层220可以由具有与第一聚合物层230中使用的PI不同的配方的PI形成。例如，底涂层220可以包括通过二酐组分(例如，高温二酐(pyrometllitic dianhydride)或PMDA)与含有2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane)(“BAPP”)的二胺组分反应形成的PI。第一聚合物层230可以包括通过二酐组分与4，4’-二氨基二苯胺(4,4’-oxydianiline)(“ODA”)反应形成的PI。然后，第二聚合物层240可以形成为填充的聚酰亚胺层上的面漆。例如，第二聚合物层240可以形成为类似于上面参考图1A讨论的面漆130的面漆。

实际上，根据需要，可以由任何合适的材料和/或材料组合形成多种合适的搪瓷组合。此外，类似于图1A的线100，图2A的线200可以包括至少一层包含合适填充物的层。在某些实施例中，可以在导体210周围形成一个或多个填充层(例如，直接在导体210周围，在一个或多个基层周围，等等)。根据需要，然后可以在一个或多个填充的聚酰亚胺层周围形成一个或多个未填充的层或自润滑层，例如未填充的顶涂层(例如，未填充的第二聚合物层240)。例如，可以在一个或多个填充的聚酰亚胺层上形成PI的未填充层或PAI的未填充层。未填充层可有助于减少与填充聚酰亚胺层中用作填料的研磨材料相关的工具磨损。在其他实施例中，面漆可以形成为填充层。

继续参考图1A-2B的线100、150、200、250，在某些实施例中，可以结合一种或多种合适的增粘剂。例如，粘合促进剂可用于辅助或促进导体和底涂层之间的更大粘合。作为另一个示例，增粘剂可以用来帮助或促进两层不同搪瓷层之间的更大粘合。根据需要，可以使用多种合适的粘合促进剂。在其他实施例中，可以在导体和/或任何数量的搪瓷层上使用一种或多种合适的表面改性处理，以促进与随后形成的搪瓷层的粘附。合适的表面改性处理的示例包括但不限于等离子体处理、紫外线(“UV”)处理、电晕放电处理和/或气体火焰处理。表面处理可以改变导体或搪瓷层的形貌和/或在导体或搪瓷层的表面上形成官能团，该官能团增强或促进随后形成的搪瓷或其他层的结合。在某些实施例中，改变的形貌还可以增强或改善用于形成后续搪瓷层的清漆的润湿性，这可以改变处理层的表面张力。因此，表面处理可以减少层间分层。

如在某些实施例中所期望的，除了多个搪瓷层之外，一个或多个其他绝缘层可以结合到电磁线100、150、200、250中。例如，一个或多个挤出的热塑性层(例如，挤出的外涂层等)、半导体层、带绝缘层(例如，聚合物带等)和/或保形涂层(例如，聚对二甲苯涂层(parylene coating)等)可以结合到电磁线100、150、200、250中。根据需要，可以使用多种其他绝缘构造和/或层组合。此外，整个绝缘系统可以包括由任何合适的材料和/或材料组合形成的任何数量的合适的子层。

根据本公开的一个方面，一个或多个搪瓷层(例如，一个或多个PI层等)可以包括合适的填料。例如，结合到诸如电磁线100、150、200、250的磁线中的一个或多个PI搪瓷层可以包括合适的填料。此外，填料可以包括一种或多种有机金属化合物。填料的添加可以提高由电磁线上的填充聚合搪瓷形成的一个或多个聚合搪瓷层的耐电晕性。结果，在局部放电和/或其他不利条件下，电磁线和/或包含电磁线的电气设备(例如，电机等)的寿命可以增加或延长。

多种合适的有机金属化合物或材料可以在各种实施方案中用作填料。在某些实施方案中，有机金属化合物可以是在有机分子的碳原子和金属之间包含至少一个化学键的化合物。根据需要，有机金属化合物中可以包含多种金属，包括碱金属、碱土金属、过渡金属和/或准金属。此外，在某些实施方案中，有机金属化合物可以是完全可溶的化合物。换句话说，当有机金属化合物与混合或悬浮在溶剂中的聚合物基础材料结合时，有机金属化合物将完全溶解或液化。在某些实施方案中，有机金属化合物可以在聚合基础材料和溶剂中完全混溶，从而形成均匀的溶液。

在某些实施方案中，有机金属化合物可以包括金属氧化物酸的胺盐。例如，有机金属化合物可以包括过渡金属氧化物酸的胺盐，例如钼酸、钨酸或铬酸。胺盐可以通过将有机胺(例如，NH₂等)与金属氧化物酸结合而形成。例如，胺盐可以通过将烷基胺或芳族胺与金属氧化物酸结合而形成。在其他实施方案中，有机金属化合物可以包括氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐和/或硫代磷酸盐。在其他实施方案中，有机金属化合物可以包括金属茂(例如二茂铁、二茂锆等)、金属羧酸盐(例如油酸锌、2-乙基己酸钴等)和/或金属醇盐(例如异丙醇钛、锡醇盐等)。可以使用其他合适的有机金属化合物和/或有机金属化合物的组合。

填料材料可以以任何合适的比例添加到基础聚合物材料中。例如，在某些实施例中，基于搪瓷中溶解的聚合物，填充的聚合物搪瓷绝缘层中填料的总量可以在以重量计的大约百分之一(1.0％)至大约百分之十(10％)之间。在其他实施例中，填料的总量可以在以重量计的大约百分之三(3.0％)至大约百分之五(5.0％)之间。在各种其他实施方案中，填料的总量可以是大约1、2、3、4、5、6、7、7.5、8、9或10重量％，包括在上述值中的任何两个之间的范围内的量，或者包括在由上述值之一限定的最小或最大端的范围内的量。例如，填料的总量可以小于填充的聚合物绝缘材料重量的大约百分之五(5.0％)。

此外，在某些实施方案中，单一类型的有机金属化合物或材料可以用作填料。在其他实施方案中，两种或多种不同有机金属化合物的组合可以用作填料。在使用两种或多种有机金属化合物的情况下，多种合适的混和或混合比例可用于各种组分化合物。例如，两种或多种组分化合物可以以多种合适的重量比混合。在各种实施方案中，第一组分(例如，第一有机金属化合物)与第二组分(例如，第二有机金属化合物)的比例可以约为80/20、75/25、70/30、67/33、65/35、60/40、55/45、50/50、45/55、40/60、35/65、33/67、30/70、25/75、20/80，或者任何其他合适的比例。

在添加到基础聚合物材料之前，填料的组分可以以液体形式或可溶性固体形式存在。此外，可以利用多种合适的方法和/或技术向基础聚合物添加填料。在某些实施例中，填料可以在溶剂的存在下混合到聚合物清漆(例如，PI清漆)中。在其他实施方案中，填料可以任选地加入到另一种物质中(例如，PI糊、由另一种聚合物材料形成的糊等)，然后加入到聚合物清漆中。换句话说，填料可以以更高的浓度添加到初始基础材料中，并且可以在最终配方的最终“稀释”中减少。

一旦填料被添加到聚合物材料中，聚合物材料可以以任何合适的方式被施加到导体上。例如，未固化的聚合物绝缘材料可以使用多道涂布和擦拭模具施加到电磁线上，然后在高温下固化(例如，在搪瓷炉中固化)。任何所需数量的填充聚合物层可以结合到电磁线上或形成在电磁线上。在各种实施例中，这些填充的聚合物层可以直接形成在导体周围或一个或多个基层上。此外，在某些实施例中，可以在填充的聚合物层上形成一层或多层(例如，顶涂层、挤出层等)。

包括一个或多个填充搪瓷层的电磁线100、150、200、250相对于传统的电磁线搪瓷可表现出改善的耐电晕性。用作填料的有机金属化合物可用于在聚合物搪瓷层内分布或扩散电晕放电。换句话说，有机金属化合物可以降低电晕放电或电晕集中在聚合物搪瓷层内特定点的可能性。因此，添加一种或多种有机金属化合物作为填料可以改善电磁线绝缘的电性能。例如，可以改善局部放电起始电压(“PDIV”)和/或其他电性能参数。

在某些实施例中，当填充的搪瓷层固化时(例如，在搪瓷炉中固化，等等)，聚合材料和用作填料的有机金属化合物之间可能发生交联。这种交联可以降低填充的聚合搪瓷层的密度，并增加搪瓷层内的自由体积。结果，聚合搪瓷层的介电常数可能由于掺入一种或多种有机金属化合物而降低。该较低的介电常数可以提高或改善聚合搪瓷层的PDIV和/或其他电性能参数。

由包含一个或多个填充有有机金属材料的搪瓷层的绝缘体形成的电磁线，例如一个或多个填充的PI层，相对于包括未填充的搪瓷绝缘体的电磁线，可以表现出改进的PDIV性能。在某些实施例中，相对于仅由基础聚合物材料(例如，未填充的PI等)形成的绝缘材料，向基础聚合物材料(例如，PI等)添加有机金属填料可以将搪瓷绝缘体的PDIV性能提高至少约5.0％。在其他实施例中，有机金属填料的添加可以将PDIV性能提高至少约3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、7.5％、8.0％、9.0％、10.0％、11.0％、12.0％、12.5％、13.0％、14.0％或15.0％，或者提高包括在上述任意两个值之间的范围内的量(例如，提高约5％至约15％)。需要注意的是，常规的电磁线搪瓷金属填料，如氧化硅、氧化钛等，可以提高电磁线绝缘的电晕放电参数；然而，未知这些常规填料能够改善PDIV性能。虽然有机金属填料的加入提高了PDIV性能，但是电磁线的最终PDIV性能可能取决于多种其他因素，例如所使用的基础聚合物材料的类型和/或绝缘厚度。因此，具有包括填充有机金属材料的一个或多个搪瓷层的绝缘的电磁线可以满足多种合适的PDIV参数。

在某些实施例中，使用一个或多个填充的搪瓷层可以提供热等级为240或更高的电磁线。在各种实施例中，使用一个或多个填充的搪瓷层可以提供热等级为240、热等级为260、热等级为280或更高的电磁线。

在某些实施例中，可以在导体周围形成单个填充的搪瓷层。单一填充搪瓷层可包括由单一有机金属化合物或由两种或多种有机金属化合物的合适混合物形成的填料。在其他实施例中，可以在导体周围形成多个填充的搪瓷层。在某些实施例中，多个填充搪瓷层中的每一个可以包括类似的结构。例如，多个层中的每一层可以包括由单一有机金属化合物或两种或多种有机金属化合物的混合物形成的填料。此外，填料可以以相似的填充速率添加到多个层中的每一层。在其他实施例中，至少两个填充的搪瓷层可以由不同的结构形成。例如，两个填充的搪瓷层可以包括不同填充率的填料材料(例如，第一层具有大约3.0％的填充率，第二层具有大约5.0％的填充率，等等)。作为另一个示例，两个填充的搪瓷层可以利用不同的有机金属填料材料和/或材料组合。作为又一个示例，两个填充的搪瓷层可以包括两种或多种有机金属材料的不同混合比。实际上，可以根据需要形成多种合适的层结构。

上面参考图1A-2B描述的电磁线100、150、200、250仅作为示例提供。在各种实施例中，可以根据需要对所示的电磁线100、150、200、250进行多种替换。例如，除了一个或多个搪瓷层之外，多种不同类型的绝缘层可以结合到电磁线100、150、200、250中。作为另一个示例，电磁线100、150、200、250和/或一个或多个绝缘层的横截面形状可以改变。实际上，本公开设想了多种合适的磁线结构。这些结构可以包括具有任意数量的层和/或子层的绝缘系统。

实施例

以下实施例是说明性的而非限制性的，代表了本发明的具体实施方案。除非另有说明，实施例中讨论的线材样品都是以具有“重(heavy)”搪瓷构造的矩形线材制备的。换句话说，使用多道涂层和擦拭模具将线搪瓷涂在矩形铜线上。示例中的“重”搪瓷构造具有大约9.6密耳(0.245毫米)的标称绝缘构造，并且通过在电线上涂覆27层搪瓷而形成。此外，在实施例中，有机金属填料添加到聚酰亚胺中，约占所形成的聚合搪瓷绝缘体的4重量％。

表1所示的第一个实施例比较了向聚酰亚胺搪瓷中加入一种或多种有机金属化合物作为填料材料的效果。

表1:对比的填充PI样品

如表1所示，测量具有未填充PI搪瓷的线具有大约1550伏的峰值PDIV。每个对比的填充实施例都表现出改善的PDIV性能。填充实施例中的三个由导体周围形成的27个连续的填充搪瓷层形成。另一个实施例是由导体周围形成的两个内部填充搪瓷层形成的。然后在两个内层上再形成额外的25层未填充的PI搪瓷。因此，使用几个填充层被证明可以提高PDIV的性能。

条件语言，例如“可以”、“能够”、“可能”或“可”，除非另外特别声明，或者在所使用的上下文中以其他方式理解，通常旨在传达某些实施例可以包括某些特征、元件和/或操作，而其他实施例不包括这些特征、元件和/或操作。因此，这种条件语言通常不旨在暗示特征、元素和/或操作是一个或多个实施例以任何方式所需要的，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或操作是否包括在或将在任何特定实施例中执行的逻辑。

受益于前述描述和相关附图中给出的教导，本文阐述的公开内容的许多修改和其他实施例将是显而易见的。因此，应当理解，本公开不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管这里使用了特定的术语，但是它们仅用于一般的和描述性的意义，而不是为了限制的目的。

Claims (17)

1.一种电磁线，包括:

导体；和

至少一层形成在所述导体周围的聚合搪瓷绝缘体，所述聚合搪瓷绝缘体包含分散在基础聚合物材料中的填料，

其中所述填料包含由过渡金属形成的有机金属化合物，所述有机金属化合物包括氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐、硫代磷酸盐、或者金属氧化物酸的胺盐中的一种；

并且

其中填料占聚合搪瓷绝缘体的重量百分比小于5.0％。

2.根据权利要求1所述的电磁线，其中所述有机金属化合物是完全可溶的化合物。

3.根据权利要求1所述的电磁线，其中所述有机金属化合物包括金属氧化物酸的胺盐，并且其中所述金属氧化物酸包括钼酸、钨酸或铬酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的电磁线，其中所述基础聚合物材料包括聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺之一。

5.根据权利要求1所述的电磁线，其中所述至少一层聚合搪瓷绝缘体包括多层聚合搪瓷绝缘体。

6.根据权利要求1所述的电磁线，其中，所述填充的聚合搪瓷绝缘体的局部放电起始电压比所述基础聚合物材料的局部放电起始电压高至少百分之五。

7.一种电磁线，包括:

导体；和

围绕导体形成的填充聚合搪瓷绝缘体，该填充聚合搪瓷绝缘体包括基础聚合物材料和完全可溶的由过渡金属形成的有机金属化合物，

其中填充的聚合搪瓷绝缘体的局部放电起始电压比基础聚合物材料的局部放电起始电压高至少百分之五。

8.根据权利要求7所述的电磁线，其中所述有机金属化合物包括金属氧化物酸的胺盐。

9.根据权利要求8所述的电磁线，其中所述金属氧化物酸包括钼酸、钨酸或铬酸中的一种。

10.根据权利要求7所述的电磁线，其中所述有机金属化合物包括氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐或硫代磷酸盐中的一种。

11.根据权利要求7所述的电磁线，其中所述有机金属化合物占所述聚合搪瓷绝缘体的重量百分比小于5.0％。

12.根据权利要求7所述的电磁线，其中所述基础聚合物材料包括聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺之一。

13.根据权利要求7所述的电磁线，其中所述填充的聚合搪瓷绝缘体包括第一层绝缘体，并且还包括:

在导体周围形成的第二层绝缘体。

14.一种电磁线，包括:

导体；和

围绕导体形成的填充聚合搪瓷绝缘体，该填充聚合搪瓷绝缘体包括填充有完全可溶的包含过渡金属的有机金属化合物的聚酰亚胺，

其中填充的聚合搪瓷绝缘体具有比聚酰亚胺高至少百分之五的局部放电起始电压。

15.根据权利要求14所述的电磁线，其中所述有机金属化合物包括钼酸、钨酸或铬酸之一的胺盐。

16.根据权利要求14所述的电磁线，其中所述有机金属化合物占所述填充的聚合搪瓷绝缘体的重量百分比小于5％。

17.根据权利要求14所述的电磁线，其中所述有机金属化合物包括氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐或硫代磷酸盐中的一种。