CN1322363A - 绝缘子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绝缘子(1),它具有一个用陶瓷(K)制成的模制体(2)和一种涂覆在该模制体(2)表面上的疏水层,其中,该疏水层由一种等离子聚合物直接涂覆在陶瓷(K)上形成。迄今在陶瓷(K)表面上的普通釉层则可由该等离子聚合物(P)层替代。这样一种绝缘子在其电气绝缘性能方面具有高度的持久稳定性。用于提高在陶瓷(K)表面上的漏电距离的一种复杂成型过程以及釉的涂覆不再被需要,这样意味着可极大地节省制造费用。

Description

绝缘子
本发明涉及一种绝缘子，它包括一个陶瓷制成的模制体和一个涂覆在该模制体上的疏水涂层。
一种具有一个陶瓷模制体的绝缘子在电气绝缘技术中有着多方面的用途。这样一种绝缘子比如可用作为微电子学中的构件、一种用于大功率电子学中构件的绝缘壳体，也可以用作为强电技术中用于引导和间隔开架空导线的一种高压绝缘子。
一种陶瓷在此处被理解为一种粘土陶瓷、一种普通瓷或一种滑石。陶瓷由原材料高岭土、石英、粘土、矾土和/或长石在加入不同的添加剂情况下经过混合在一个封闭的燃烧或烧结过程中制成。
一种具有一个陶瓷模制体的绝缘子在电气绝缘技术中的多方面的应用是由陶瓷或陶瓷材料的专门性质所决定的，这些性质用其它材料是不能够达到的。一种陶瓷它的优点是具有一种高的形状刚度、大的硬度和机械强度、高的电气绝缘性能、优秀的介电特性、高的抗化学影响能力而导致的大的耐腐蚀性、以及大的耐热和抗风化性。
一个绝缘子根据其使用地点的不同或多或少地要遭受持久的表面污染，这种污染能使干净的绝缘子原始的绝缘性能严重受损。这样一种污染可比如因工业粉尘、盐尘的沉积或者因为在凝聚在表面上的湿气蒸发过程中所溶解粒子的析出而造成。这种现象通常称为污染层负荷(Fremdschichtbelastung)。
一种焙烧的陶瓷其出色之处是其相对高的表面光洁度。由于一个粗糙的表面比一个光滑的表面受到污染的速度要快得多，因此众所周知的是，一个绝缘子的陶瓷模制体表面被提供有一种玻璃溶液形式的表面釉。采取这样的方式力图实现一种自动清洁的方式，这种方式极大地减小了绝缘子受污染的倾向。然而绝缘子的制造费用却因釉的涂覆大大增加。原材料、彩色体、制造及将釉涂覆到陶瓷模制体的局部复杂的几何形状上是费用增加的一个因素。另外，釉的涂覆作为一个附加的处理步骤也提高了加工的废品率。
将一种光滑的釉涂覆到陶瓷模制体表面上的方法在许多方面均不足以长期保证绝缘子的电气性能。由于一种光滑的釉同样不能长期阻止灰尘沉积的产生，因此必须另外按以下的方式来设计陶瓷模制体的几何形状，即，用于一个在模制体表面之上可能发出的漏电流的漏电距离应尽量地长。因此一个高压绝缘子沿着一个柱形绝缘子杆比如具有许多个盘形筋片或伞形筋片。对待不同的使用地点则通过不同数量的伞形筋片，不同的伞形筋片倾斜度和/或不同的伞形筋片伸出程度来加以处理。通过这种造型设计与一种纯柱形的绝缘子相比则可增大位于两个待绝缘极之间的漏电距离。通过伞形筋片造型设计并结合使用光滑釉，可实现一种经过下雨冲选掉污染物来达到对模制体表面的自动清洗。
与一种简单形式的绝缘子相比较，每次对几何形状的改变以取得一个增大的漏电距离却都意味着对材料和加工时间上的费用增加，因此也意味着总制造费用的提高。
此外还已经表明，即便是具有涂釉陶瓷模制体的绝缘子有大的漏电距离，也常常不足以在特殊的使用条件下长时间地保证所希望的电气绝缘性能。为此必须每隔一定的时间就有规律地人工去除在一个应用于高污染层负荷条件下的绝缘子的涂釉陶瓷模制体上的沉积物，从而保证不损害其功能作用。此外，已有技术从一种由玻璃溶液组成的釉中已经表明它的表面具有一种有害的亲水性。由此形成一种水份层，它把脏物颗粒吸收到表面上。这样绝缘子表面便变成导电的了。结果在该潮湿的、被污染的表面上产生出所谓的漏电流，这些漏电流一直增长至产生飞弧且由此使绝缘子的电气特性失效。
为解决这一问题，在“电工杂志-A”第96卷(1995年)第126～128页(“Elektrotechnische Zeitschrift-A”，Band 96(1995)，Seiten 126～128)中已知，在陶瓷模制体的釉上附加地涂覆有一个硅酮层。该过程是通过涂覆一种硅酮树脂或一种硅橡胶来实现的。由于硅酮是疏水的，从而使得釉的表面结构变化，使得它排斥水。被污染的绝缘子的工作性能便因此也得以延长。然而这样一种硅酮树脂层的缺点是它缺乏耐久性，且因此必须时不时地、比如在设备停机时被加以刷新。另外，不管是所需的硅酮树脂还是硅橡胶都价格昂贵。
此外在1995年8月28日～9月1日于格拉茨举行的第9届国际高压工程研讨会上由Tyman，A.；Pospieszna，I.；Iuchniewicz，I.所发表的文章“由等离子过程所修整的绝缘子釉”(“Insulators Glaze Modified by PlasmaProcesses”，Tyman，A.；Pospieszna，I.；Iuchniewicz，I.；9th IntemationalSymposium of High Voltage Engineering，Graz，28.August bis 01.September1995)中描述了一种带有一个陶瓷模制体和一种涂覆在该陶瓷上的釉的绝缘子，其中为保护釉不受外界的影响另外涂覆有一种疏水的等离子聚合物材料层。然而这种所述的等离子聚合物材料层的优点是它的疏水性和耐久性强烈地依赖于釉的种类。
本发明的目的在于提供一种具有一个由陶瓷制成的模制体的绝缘子，该绝缘子在其电气绝缘性能方面，尤其是在被应用于潮湿的和/或含灰尘的环境中时具有一种高的持久稳定性。
本发明的目的通过一种具有一个由一种陶瓷制成的模制体和一层涂覆在该模制体表面上的疏水层的绝缘子来实现，其中一种等离子聚合物被作为疏水层直接涂覆在陶瓷上。
换言之，本发明的绝缘子的出色之处在于：通过取代一种亲水的釉层而把一种疏水等离子聚合物直接涂覆到模制体的陶瓷上。无需再在陶瓷模制体表面上涂覆釉层。
迄今为止，为了改善具有一个由陶瓷制成的模制体的绝缘子的电气绝缘性能的持久稳定性，均考虑在业已防水的陶瓷表面涂上一层光滑釉。这样的釉由于会达到预期的更好的自动清洁功能，也被视作陶瓷模制体或绝缘体的一个不可缺乏的组成部分。进一步的改善工作则已经尝试过通过在釉上涂上一种疏水层来补偿釉的亲水性。
对于专家来说，本发明现在则惊喜地提供了这样的可能性：即，完全不用在陶瓷模制体上涂釉，代替它作为疏水层的则是直接在模制体的陶瓷上涂覆一层等离子聚合物。
本发明在一个第一步骤中从这样一种考虑出发：即，不仅降低模制体表面的粗糙度、而且提高其表面疏水性均有助于显著地减小绝缘子的污染倾向。虽然一个光滑表面要比一个粗糙表面较少被严重地污染，然而一个粗糙表面的高疏水性却能够补偿其表面的污染倾向。正是在应用于潮湿环境或露天的情况下，大多会产生当凝聚水蒸发时由其中溶解的颗粒沉积在表面上的情形。若如今陶瓷模制体表面具有一种高的疏水性，则水分几乎不是保留在表面上，而是与被溶解的颗粒一起滴落。沉积物的积聚便被克服了。
此外，即使疏水表面是粗糙的，在该疏水表面上的含灰尘沉积物在绝缘子被用于露天情况时也很容易被雨水冲洗掉。在有关污染倾向性方面，当绝缘子用于潮湿条件下或在户外时，陶瓷模制体表面的疏水性因此也能够对其粗糙度加以补偿。当必须要人工地比如用水、丙酮等将污染层沉积物从被污染的绝缘子上清洗掉时，上述这一点当然也适用。同样当使用在强含盐大气条件下，比如象近海区域时，一种非上釉模制体的疏水表面较之于一种上釉亲水表面也更有助于使绝缘子具有一种更好的电气持久性能。
在另一个步骤中也已经知道，恰恰一种等离子聚合物足以适合用作为一种疏水涂层，该涂层可被直接和十分牢固地涂覆在一个非上釉陶瓷的较粗糙的表面上。在此，术语“等离子聚合物”在这里是指一种经等离子离析产生的聚合物，该聚合物具有一种与采用普通化学方法所产生的聚合物所不同的单个分子组相互间更高的交链作用。该聚合物不是定向的，而是无定形的，此外它还具有一种十分高的密度。一种等离子聚合物与一种普通聚合物相比，其出色之处在于它的经红外光谱仅所测量到的红外振荡带更加展宽。
为制造等离子聚合物，在一个处于一种工作气体中的合适反应器中，通过施加一个电场或通过接上微波，从离子化的分子中引发一种等离子。经过各种不同的化学反应，在等离子区中在合适的条件作用下在待涂覆的衬底表面上形成等离子聚合物。有关等离子聚合物的制造请参考《固体薄膜》杂志第115期(1984年)第109～124页上刊登的M.R.Wertheimer等写的论文“微波等离子体聚合作用的基本理论和应用方面的进展”(“Advances in Basicand Applv Aspects of Microwave Plasma Polymerization”，M.R.Wertheimer etal.in Thin Solid Films，Nr.115(1984)，Seiten 109 bis 124)。有关在一种电气绝缘子上制造一种疏水性等离子聚合物层的情形请特别参考同时递交给德国专利局的题为“一种电气绝缘子的制造方法”的德国专利申请，其内部文件号为GR 98 E 8511，该申请的内容也是本文献的一个组成部分。
用于在一种工作气体中从一种等离子体中析出一种等离子聚合物的精确的化学反应其详细情形今天还不清楚。由于一种等离子聚合物的特征恰恰在于具有很多十分不同的、相互间交链的分子，因此也不能通过一种精确的化学组成的数据对一种等离子聚合物作描述。因此在专业领域中命名等离子聚合物时则要加上所应用的、等离子体在其中被点燃的工作气体。比如采用一种六甲基二硅氧烷作为工作气体的话，则对由此产生的等离子聚合物人们则称它为一种等离子聚合物化六甲基二硅氧烷。这种在专业领域中常用的命名方式也被采用在本文中。对本发明来说，是否等离子聚全物因为化学结合而与陶瓷表面牢固结合、或者是否由于它的各个分子组间的一种很高的交链作用而使得它变得很稳定以至于它不再取决于与陶瓷的一种化学结合，都是不重要的。
对于产出一种疏水性等离子聚合物来说，比较适宜的是从一种无极性气体或具有无极性分子组的气体中通过等离子体析出来制造。已经表明，从一种无极性气体或具有无极性分子组的工作气体中用等离子体析出产生一种具有一个较小活性的、亦即低能量的表面的等离子聚合物。这样一种表面是高度疏水的，亦即是不吸水的。
较有利的工作气体比如是碳氢化合物。适合的有甲烷或乙炔。
一种通过等离子聚合生成的有机硅或有机氟化合物形式的等离子聚合物，其突出之处是具有一种特别好的疏水性和各分子组间的一种高度交链性。由于这种高度交链性，使得这样一种等离子聚合物极其稳定且能抵抗污染作用。这样一种等离子聚合物具有一种高硬度。出于这一原因，这样一种等离子聚合物作为绝缘子的陶瓷模制体表面的疏水层便具有很大的优点。
对等离子聚合物的疏水性、硬度和品质尤其有利的是，该等离子聚合物包括一种等离子聚合物化的六甲基二硅氧烷、一种等离子聚合物化的原硅酸四乙脂、一种等离子聚合物化的乙烯三甲基硅烷、一种等离子聚合物化的八氟环丁烷或其中一些的混合。
在本发明的一个具有优点的设计中，涂覆层具有一个50nm～10μm的厚度。以这种方式来确保陶瓷模制体的表面具有一个硬且持久的涂层。通过等离子聚合物的各分子组间相互高度的交链作用，在这样一种厚度条件下可确保湿气不能侵入该等离子聚合物。即便象氧、氢或二氧化碳这样的小分子也不再能透过等离子聚合的分子组合。
在本发明的另一个具有优点的设计中，绝缘子模制体的陶瓷为一种硬瓷，亦即是一种硅酸盐陶瓷。这样一种陶瓷其特征是具有一种很高的抗拉抗压机械强度以及一种很高的电气绝缘性能。这样一种陶瓷因而尤其可用于制作一种被加有高机械载荷的绝缘子。这样一种陶瓷例如被用于制作一种高压绝缘子的一个模制体，而这种绝缘子则被用于引导和/或隔开架空线或轨道的架空线系统。通过涂覆在陶瓷模制体表面上的等离子聚合物，绝缘子的工作性能即使在受外界影响时也得到了改善。在具有污染层载荷的区域中，一种涂覆有疏水层的绝缘子要明显优于一种涂釉的、但未涂覆有疏水层的亲水性绝缘子。
一种高压绝缘子、尤其是一种具有一个由带有一种氧化铝杂质的硬瓷制成的模制体、以及一种在该模制体表面上的疏水性等离子聚合物涂覆层的高压绝缘子，可用在污染层载荷和潮湿天气条件下必须保证有最长耐用时间的地方。同样在用在受极端环境条件影响的情况下，例如在环境空气高度含盐分的沿海地区、或在环境空气中具有工业灰尘和腐蚀性气体的工业区附近，这样一种高压绝缘子的出色之处在于它相对于一种普通的高压绝缘子具有一种明显更长的、无需维护的使用寿命。通过该等离子聚合物，一方面可阻止从凝聚水中析出被溶解的颗粒，因为这种水在被蒸发前便滴落下来了。另一方面还可使得这种作为绝缘性能的实际载体的陶瓷绝缘体能承受环境影响。正是在露天应用的情况下，通过这种疏水性还能使污染层在长时期内较少沉积，因为随着每次降雨，被沉积的灰尘肯定能被雨水冲洗掉。但最大的效果却在于：绝缘子即便其表面已被污染，它的工作可靠性仍继续存在，这是因为基于疏水性不可能形成具有临界漏电流的导电污染层。
本发明提供这样的优点：在一种具有一个用陶瓷制成的模制体的绝缘子上，可完全取消那种迄今为止所必需的、用于处理表面的釉材料。用于釉和上釉所需的费用也因此被省了。用于在一个衬底、尤其是一种陶瓷的表面上制造一种等离子聚合物的方法基本上是知道的。包括一次性地购置一个具有所需的其它部件的等离子体反应器在内，这种对一种等离子聚合物的制造是一种相对便利的方法。一种具有一个用陶瓷制成的并在该陶瓷上直接涂覆有一层等离子聚合物的模制体的绝缘子，可以比较便宜地或者至少以与一种具有一个由陶瓷以及一层被涂覆在该陶瓷上的釉制成的模制体的绝缘子相同的费用被制造出来。通过用一种疏水性等离子聚合物来替代釉，则可极大地降低因形成临界漏电流所造成的一种飞弧的危险性。同样在灰尘沉积情况下也已表明，即便将绝缘子用在露天情况下，通过等离子聚合物的疏水性也可对陶瓷模制体表面的较大粗糙度加以补偿。一种具有一个由陶瓷和一层直接涂覆在该陶瓷上的等离子聚合物制成的模制体的绝缘子其出色之处在于，它具有一种极其有利的持久的电气绝缘性能。对被污染层所加重负荷和受损害的设备的清洗和维护周期也可得到极大地延长。
本发明还提供有下述优点：可以去除为了提高漏电距离而对模制体几何形状的一种专门的和费钱的造型设计。由于亲水的釉被一层疏水等离子聚合物取代，陶瓷绝缘子即使在受环境影响下也变得更可靠。同样也避免了在凝聚水蒸发时所产生的颗粒析出现象。
有关陶瓷模制体所需的几何形状方面，本发明也能够明显地减少类型的多样性。在理想状况下，本发明例如用在一种高压绝缘子上时允许将该绝缘子形状设计成基本是柱形或杆形。以这种方式则可达到使灰尘沉积物完全不可能沉积。
有关绝缘子电气绝缘性能方面，本发明则因此可使具有一种陶瓷模制体的绝缘子具有较简单的几何形状而同时都保持有利的持久性能。因此，相对于普通的具有复杂几何形状的绝缘子，此时材料费用则可被制造商大大地降低。在用户方面，当今所需的清洗和维护工作则可被省却或者只需隔很长的时间进行。
以下根据三个试验并根据一个附图来详细说明本发明的实施例，附图中：
图1以局部剖形式示出一个作为高压绝缘子而设计成的绝缘子。陶瓷模制体具有一个基本为柱形的杆和多个附着在上面的盘形伞件。陶瓷模制件的整个表面被敷有一层等离子聚合物；
图2以局部剖形式示出一个图1所示的绝缘子，其中盘形伞件的数量减少了；
图3以局部剖形式示出一个图1所示的绝缘子，其中陶瓷模制体被缩小成柱形杆；
图4以对图1所示绝缘子的局部放大的方式示出涂覆在模制体陶瓷上的等离子聚合物。
试验1
分别将一个具有一个由陶瓷制成的模制体并涂有一种釉的绝缘子同一个具有与上述绝缘子相同形状的绝缘子作比较，在前一种绝缘子中，直接在陶瓷模制体的未上釉表面上涂覆一层疏水等离子聚合物。该等离子聚合物由此通过在六甲基二硅氧烷内等离子体点火(Plasmazuendung)来产生。因此所产生的是一种等离子聚合物化的六甲基二硅氧烷。被涂覆的等离子聚合物层厚为1000nm。
被比较的后一种绝缘子陶瓷是一种按照DIN-EN 60672规定的型号为C120的氧化铝硬瓷。其它成分的硬瓷或陶瓷在其中没什么区别。等离子聚合物的疏水性的特征在于具有一个131°的蒸馏水浸润角。该浸润角在以前是根据标准DIN-EN 828来确定的。
绝缘子的电气绝缘性能是根据一种按IEC 60/1(1989)、仪器规程IEC383-1＝VDE 0446的第一部分(1997年5月)所规定的下雨检验来检验的。为此要将前述绝缘子分别悬挂在一个相应的合适的房间中并浇以一种具有预定强度和一个预定角度的雨水。飞弧电压则由示波图进行求得。其中分别进行了5次飞弧试验。试验1A)
对具有一个50cm长度的高压绝缘子作了比较。所述模制体分别具有一个基本柱形的、直径75mm的杆和9个盘形护筋，它们相互间间隔有一个45mm的屏距(Schirmabstand)。盘形护筋的直径分别为223mm。试验1B)
对按DIN 48006规定的型号L60/5的具有一个60mm杆直径和5个等间伞形护筋的高压绝缘子进行试验。连接帽的形状在此不起作用。这种类型常被用作为轨道绝缘子。试验结果
涂有釉层的绝缘子的绝缘性能与无釉但在陶瓷上直接涂有等离子聚合物的绝缘子的绝缘性能没有两样。这表明，具有疏水的等离子聚合物层的无釉绝缘子在其性能上并不逊于按当前技术所制造的带上釉陶瓷的绝缘子。在所测到的值中发散程度是很小的。试验2
为评价污染层性能，则让根据试验1A所设计的带有一种直接被涂覆在模制体陶瓷上的等离子聚合物层的高压绝缘子承受一种根据塑料绝缘子或镀塑绝缘子的IEC-1109规程的1000小时的盐雾试验。试验结果
在经过1000小时的盐雾试验后，未涂釉高压绝缘子同样具有与其在试验开始时的同样的性能。这一点证明了等离子聚合物疏水性的持久性和耐用性。试验3
让一个根据试验1B所设计的带釉的高压绝缘子(绝缘子G)和一个根据试验1B所设计的具有直接被涂覆到模制体陶瓷上的疏水等离子聚合物层的无釉高压绝缘子(绝缘子P)经受一个根据IEC 507(1991)和VDE 0448第一部分(1994)所规定的盐雾试验。对所得结果作了比较。
作为准备工作则对高压绝缘子用三磷酸钠进行清洗。接着按照IEC507(1991)对高压绝缘子作了预处理。再将预处理了的高压绝缘子放在空气中在各自所给定的盐量浓度下经受一种耐久性试验。每次试验的时间至少一个小时，其前提条件是在之前没有任何的飞弧现象。在一个15kV(交流电压)的试验电压条件下根据IEC 507(1991)第19页上的规定分别来研究最大耐受盐量浓度，亦即被试验的高压绝缘子在三次试验中在一小时试验期中所显示出的最多一次飞弧的那个最高盐量浓度。试验结果
表1总结了盐雾试验的结果
  试验 盐量浓度(kg/m3)     结果
绝缘子P 56 飞弧26分钟
56 飞弧13分钟
40 无飞弧
40 飞弧12分钟
40 无飞弧
40 无飞弧
绝缘子G 28 无飞弧
40 飞弧54分钟
40 飞弧36分钟
28 无飞弧
28 飞弧23分钟
28 无飞弧
表1
从表1中可清楚地看到，对具有等离子聚合物层的无釉高压绝缘子(绝缘子P)来说，其耐受盐量浓度为40kg/m3，而对涂釉高压绝缘子(绝缘子G)来说，其耐受盐量浓度为28kg/m3。在用40kg/m3的盐量浓度(绝缘子P)和28kg/m3的盐量浓度(绝缘子G)所作的三次相继试验中，在一个各自一小时的试验时间中各自仅仅出现一次飞弧。而在各自为56kg/m3(绝缘子P)和40kg/m3(绝缘子G)的较高盐量浓度条件下，在两次相继实验中分别在一小时的试验时间中均出现了多次飞弧。
非涂釉的、具有等离子聚合物涂层的高压绝缘子的耐受盐量浓度因而要高于根据当前技术所制造的涂釉高压绝缘子。
由于根据IEC 507(1991)、表B1，对所研究的绝缘子类型，一个28kg/m3和一个40kg/m3的耐受盐量浓度均位于一个单个盐量级的允差范围之内，因此所取得的试验结果可说是至少被认为是等价的。未涂釉的、涂覆有疏水性等离子聚合物层的高压绝缘子因此在其电气绝缘性能上绝不比涂釉高压绝缘子差。去除釉层而代之以一层疏水性等离子聚合物的高压绝缘子与一种相同类型的涂釉高压绝缘子相比，因此并不造成任何不同的性能结果。未涂釉高压绝缘子的疏水性等离子聚合物表面显示出与涂釉高压绝缘子表面相同的污染层特性。
以下来参照附图进行说明：
图1中示出一种设计为高压绝缘子的绝缘子1，图中表现为局部剖的形式。该绝缘子1具有一个由一种陶瓷K制成的模制体2和用于连接和/或引导导电电线的连接帽4。模制体2被制成一根基本柱形的杆5，其上有一些盘形护筋6。代替在模制体2的陶瓷K的表面上涂有一种普通的釉料，而涂覆一种等离子聚合物P。等离子聚合物P是从一种无极气体或具有无极分子组的气体中通过等离子析出来制造的且极具疏水性。有机硅或有机氟化合物且尤其是六甲基二硅氧烷尤其适合用作为气体。去离子水的浸润角在90°～140°之间。
图2中同样以局部剖形式示出一个设计为高压绝缘子的绝缘子7。与图1中的绝缘子1相比，由陶瓷K制成的模制体2上的护筋6的数量减少了。绝缘子7和1的长度在这里是相同的。然而在图中仅仅有两片护筋6。
图3中示出一种设计为高压绝缘子的绝缘子10，其中与图1和图2的绝缘子1和7相反，由陶瓷K制成的模制体2被缩减成杆5。在两连接帽4之间没有设置用于提高一个漏电流的漏电距离的伞形护筋。由于缺乏水平表面，因此有助于绝缘子10抵御灰尘沉积物。与绝缘子1和7相比，绝缘子10制造起来更便利，因为它省却了用于护筋6的陶瓷材料K。绝缘子10的制造费用也因此要远低于绝缘子1和7的费用，因为不再需要伞形护筋6所要求的费钱的成型加工。同时也省去了从尚未焙烧、仍然软的模制体2中来车削护筋6的工序。
图4示出图1中放大了的局部1V。从图中可看到直接涂覆在模制体的陶瓷K的表面上的等离子聚合物P。所示的等离子聚合物P是一种等离子聚合物化的六甲基二硅氧烷。从中可辨认出各分子组相互间的很高的交链度。这种交链作用在这种等离子聚合物P中是经氧桥(Sauerstoffbruecken)来达到的。等离子聚合物P被结合到陶瓷K上是通过羟基化合物来产生的。基于六甲基二硅氧烷的无极CH3-组，这种等离子聚合物化的六甲基二硅氧烷的表面具有一个低的能量且因此是高度疏水性的。通过各硅原子的氧键，等离子聚合物P具有一个高的硬度。通过这种高的交链作用，等离子聚合物P进一步还具有一种高的结构密度，这样一来，如氧、氢或二氧化碳这样的分子的穿透扩散作用因此也被阻止。陶瓷K受等离子聚合物P保护而免受外界的影响。等离子聚合物P不再有在普通的聚合物中出现的定向结构，而是具有一种无定形结构。

Claims (7)

1.一种绝缘子(1，7，10)，它具有一个用陶瓷(K)制成的模制体(2)和一种涂覆在模制体(2)表面上的疏水层(3)，其特征在于：一种等离子聚合物(P)作为疏水层(3)被直接涂覆在陶瓷(K)上。
2.如权利要求1所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：所述等离子聚合物(P)通过从一种无极气体或具有无极分子组的气体中等离子体析出被制造出来。
3.如权利要求1或2所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：等离子聚合物(P)是一种等离子聚合物化的有机硅和/或有机氟化合物。
4.如权利要求3所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：等离子聚合物(P)包括一种等离子聚合物化的六甲基二硅氧烷、一种等离子聚合物化的原硅酸四乙酯、一种等离子聚合物化的乙烯三甲基硅烷、一种等离子聚合物化的八氟环丁烷、或其中一些的混合。
5.如上述任一项权利要求所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：涂覆层具有一个50nm～10μm的厚度。
6.如上述任一项权利要求所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：所述陶瓷为一种硬瓷。
7.如上述任一项权利要求所述的绝缘子(1，7，10)，其特征在于：该绝缘子被设计为一种高压绝缘子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103345987A (zh) * 2013-06-17 2013-10-09 甘肃省电力公司检修公司 破坏负荷为300kn、400kn的硅氟复合绝缘子
CN103500621A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 国家电网公司 一种输电线路的瓷绝缘表面处理方法
CN105895280A (zh) * 2016-06-17 2016-08-24 江苏南瓷绝缘子股份有限公司 一种自洁型高强度棒形瓷绝缘子

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7722951B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-25 Georgia Tech Research Corporation Insulator coating and method for forming same
EP1748449A1 (de) * 2005-07-25 2007-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Isolator mit erhöhter Isolationsfähigkeit
US20090011222A1 (en) * 2006-03-27 2009-01-08 Georgia Tech Research Corporation Superhydrophobic surface and method for forming same
DE602007012943D1 (de) * 2007-10-08 2011-04-14 Abb Research Ltd Stem mit verbessertem tracking und erosionswiderstand
RU2446496C2 (ru) * 2007-10-08 2012-03-27 Абб Рисерч Лтд Поверхностно модифицированная система электроизоляции с улучшенной трекингостойкостью и эрозионной стойкостью
JP5197296B2 (ja) * 2008-10-15 2013-05-15 日本碍子株式会社 電気鉄道用碍子
CN103440937B (zh) * 2009-12-29 2016-03-30 国网山东省电力公司日照供电公司 高压电力电容器绝缘子装置
CN103440936B (zh) * 2009-12-29 2016-08-10 胡妍 陶瓷绝缘子和高压电力电容器绝缘子装置
DE102018105870B4 (de) 2018-03-14 2021-04-29 Dipl.-Ing. H. Horstmann Gmbh Wasserabweisende Durchführungsdichtung
CN114613560B (zh) * 2022-03-30 2024-04-26 萍乡华创电气有限公司 一种自洁型高强度瓷绝缘子及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1490136A1 (de) * 1964-12-14 1969-07-03 Orgreb Vetschau Organisation F Verfahren zur Herabsetzung der Fremdschichtbildung an elektrischen Isolatoren
CA1070263A (en) * 1975-06-23 1980-01-22 National Aeronautics And Space Administration Preparation of dielectric coatings of variable dielectric constant by plasma polymerization
US4718907A (en) * 1985-06-20 1988-01-12 Atrium Medical Corporation Vascular prosthesis having fluorinated coating with varying F/C ratio
US5627079A (en) * 1989-03-27 1997-05-06 The Research Foundation Of State University Of New York Refunctionalized oxyfluorinated surfaces
US5246782A (en) * 1990-12-10 1993-09-21 The Dow Chemical Company Laminates of polymers having perfluorocyclobutane rings and polymers containing perfluorocyclobutane rings
JPH03103382A (ja) * 1989-09-13 1991-04-30 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 超伝導セラミックス構造体
US6114032A (en) * 1998-04-10 2000-09-05 The University Of North Texas Films for use in microelectronic devices and methods of producing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103345987A (zh) * 2013-06-17 2013-10-09 甘肃省电力公司检修公司 破坏负荷为300kn、400kn的硅氟复合绝缘子
CN103500621A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 国家电网公司 一种输电线路的瓷绝缘表面处理方法
CN105895280A (zh) * 2016-06-17 2016-08-24 江苏南瓷绝缘子股份有限公司 一种自洁型高强度棒形瓷绝缘子

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