专利名称：电绝缘子制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电绝缘子的制造方法，其中，在绝缘子的模制件上镀一个疏水的等离子体聚合物镀层。
在这里电绝缘子指的是在电路内或在电气设备中任何电绝缘的构件。这种绝缘构件例如是电路中使用的阻挡层、通电导体的绝缘蒙皮或电子印刷板。但在本申请文件中的电绝缘子尤其还指的是在配电技术中利用来导引或隔开通电的电线一定距离的绝缘子。电绝缘子具体地还理解为一种高压绝缘子，它应用于导引或隔开强电工程架空线一定距离。大功率半导体或电开关元件例如可控硅或闸流管的绝缘外壳，也属于本申请文件所指的电绝缘子。
电绝缘子由许多不同的材料制造。但主要采用塑料、玻璃和陶瓷，尤其是瓷。由上述材料制造电绝缘子通常通过可变形的原材料成形和接着硬化实现。在这里，取决于采用的材料，硬化通过冷却、光照或在陶瓷的情况下通过焙烧实现。也可以由多个不同材料的分段组成的已成形绝缘子(人们称之为组合绝缘子)，在下文中称为成形件。这种电绝缘子成形件的制造是众所周知的先有技术。例如有关陶瓷高压绝缘子的制造可见西门子公司文件“High-Voltage Ceramics fbr all Applications-by the Pioneer of Power Engineering!”(Bestell-Nr.A96001-U10-A444-X-7600,1997)。
若电绝缘子经过较长时间的使用，则取决于使用地点，它将多多少少受到严重的表面污染，由此可能显著恶化清洁的绝缘子原先的绝缘性能。例如由于污染引起表面飞弧。因为粗糙的表面比光滑表面更快被污染，所以例如在陶瓷绝缘子表面上上釉，釉在技术上改善绝缘子。对于其他的电绝缘子涂防污漆或加镀层以减少长期工作造成的表面污染也是常见的。
当电绝缘子使用在潮湿的环境中或空气湿度大的地方，或露天使用遭受潮湿的大气影响如雾或雨时，同样存在损失绝缘性能的问题。由于冷凝或下雨，在电绝缘子的表面上沉积有水。当水蒸发时，过去溶解的脏物颗粒粘附在绝缘子表面。因此时间一长仍会形成表面污染，它恶化清洁绝缘子的绝缘特性。即使是光滑的表面也不能防止这种污染。当绝缘子应用在含盐的环境中，例如海岸附近或工业区附近时，会产生同样的问题。
为防止沿绝缘子潮湿或污染的表面过早地产生飞弧，高压绝缘子必须设所谓的护助，借此显著延长在彼此要绝缘的零件之间经表面的漏电路径。然而这些复杂的措施需要消耗更多材料并导致高的制造成本。
由西门子公司文件“SIMOTEC Verbundisolatoren:Ihr Schluessel Zu einerneuen Generation von Schaltanlagen”(Bestell-Nr.A96001-U10-A413,1996)已知一种所谓组合绝缘子，作为尤其在潮湿环境中上述表面污染问题的解决方案，它有硅酮橡胶制的护助。硅酮橡胶的疏水表面防止形成水膜和粘附杂质层。在这种绝缘子表面上沉积的水连同溶解在水中的杂质如珠状落下，因此不会形成污染膜。
但是，硅酮橡胶在潮湿的环境中尽管其有疏水的表面性质仍有逐渐存水的倾向。当环境空气的湿度高时会导致绝缘性能暂时下降，在要绝缘高电压的情况下，飞弧会导致绝缘子破坏。也就是说，由于存水飞弧不再沿表面进行，而是部分穿过绝缘子本身进行。也有同样负面效果的是沉积在硅酮橡胶表面内的灰尘和污物颗粒。
由出版物“Insulators Glaze Modified by Plasma Processes”(Tyman,A.；Pospieszna,I.；Iuchniewicz,I.；9thInternational Symposium of High VoltageEngineering,Graz,28.August-1.September 1995)已知另一种用于在电绝缘子上生成疏水层的建议。其中通过等离子体处理过程在陶瓷的釉上制成一个疏水的等离子体聚合物镀层。为此在第一道工序中在一封闭的容器内由氩产生惰性气体等离子体，以便通过气体轰击从表面浸提存在于釉内的碱离子，如钠或钾。经此表面处理后在容器中流入作为工作气体的六甲基二硅氧烷(HMDSO)，在压力高于1.12mbar的情况下再由此气体产生等离子体。通过等离子体聚合过程，除去的碱离子被化学上牢固键合的疏水族代替。在这种情况下构成了一个等离子体聚合物的疏水镀层。此等离子体聚合物镀层的疏水性和粘附性不利地与釉的类型有关。例如业已证实，碱离子比白釉少得多的褐色釉为等离子体聚合过程提供了更好的前提条件，以及为生成疏水层显示出良好的化学连结能力。
如前所述，已知的方法通过等离子体聚合，在陶瓷的绝缘子釉上造成一个疏水层，然而此镀层的质量与釉的成分有密切的关系。这种方法在有缺陷的瓶子中很小的陶瓷块上实施。它不适用于为大的电绝缘子镀层。
本发明的目的是提供一种用于电绝缘子的制造方法，其中在绝缘子的成形件上镀上一个疏水的等离子体聚合物镀层。在这里，此疏水的等离子体聚合物镀层应与成形件的材料或与其表面的材料无关具有相同质量地镀覆。此外，此绝缘子的制造方法应完全一样地适用于任意尺寸的绝缘子，也就是从微电子技术用的绝缘子到数米长的高压绝缘子。镀好的等离子体聚合物镀层应持久和硬质并与成形件的材料牢固连接。
本发明的目的通过具有下列步骤的制造方法来实现。
将按已知的方式制成的绝缘子成形件装入等离子体反应器可抽真空的一腔室内；该腔室被抽成真空；向腔室内输入一种非极性的或具有非极性族的工作气体；在连续气流的情况下将腔室内的工作压力调整在1·10-5mbar与5·10-1mbar之间；通过产生一个电场由工作气体形成一种等离子体，其中，每单位腔室容积供入的电功率调整在0.5KW/m3与5KW/m3之间，以及每单位腔室容积的气流调整在10 sccm/m3与1000 sccm/m3之间；等离子体至少维持到由工作气体的等离子体聚合物在成形件表面构成一闭合的镀层时为止；切断电场，从腔室内取出完成镀层的绝缘子。
单位sccm是在等离子技术中通用的单位，指的是标准立方厘米(英文名称standard cubic centimeter)，表示换算成标准状态的气体体积。温度25℃和压力1013mbar定义为标准状态。
本发明以下列事实为出发点，即，按先有技术在陶瓷绝缘子的釉上制造疏水等离子体聚合物镀层的方法中使用大于1.12mbar的工作压力。在此较高的工作压力下，在等离子体电离的分子之间平均的游离距离比较小。因此在等离子体内通过电离分子的相互作用已经导致聚合作用和沉积生成物质。在绝缘子本身本来应当形成等离子体聚合物的表面上造成镀层的非均质性。按先有技术在要镀层的底物表面发生离子轰击。这种离子轰击是非均匀的。以此方式等离子体电离的分子不再能到达要镀层的底物上的遮蔽区，所以在那里可能并没有实现用等离子体聚合物镀层。当工作压力高于1mbar时，底物均质的镀层只能在匀称和小尺寸的底物上生成。在这里等离子体的空间范围只允许在几厘米内变动。因为研究证明，当等离子体的空间范围超过50cm时，在工作压力大于1mbar的情况下，由于物理学方面的原因，不再可能获得均质的镀层。
然而，在按先有技术用于在陶瓷绝缘子的釉上镀层的方法中不允许轻易降低工作压力，因为要不然不再能用等离子体的离子实现对经预处理的釉的加工。因此用形成的等离子体聚合物在化学上牢固键合的族来替代从釉中击出的碱离子的目的不再能够达到。
现在令人惊异地发现，若将工作压力调整为1·10-5mbar至5·10-1mbar便能获得持久的等离子体聚合物镀层，只要除此之外令等离子体在每单位腔室容积供入电功率在0.5与5KW/m3之间以及每单位腔室容积气流在10与1000sccm/m3之间的条件下形成。
还出人意料地发现，按这种工艺规程制成的等离子体聚合物镀层与选择的绝缘子材料无关。也不需要对绝缘子的表面进行预处理，这种预处理例如是为了借助于氩溅射从釉中击出碱离子以提供一个活性表面，然后等离子体聚合物再化学地连接在此表面上。在所选择的工作压力和所选择的功率输入强度的条件下，形成的等离子体聚合物显然互相良好交联，完全不必操心它在绝缘子表面的化学键合问题。制成的是一种耐磨和硬质的等离子体聚合物镀层。采用非极性或具有非极性的族的工作气体，形成一个活性差、亦即能量小的等离子体聚合物表面作为绝缘子表面上的涂层。这一表面高度疏水，亦即防水。除此之外，此等离子体聚合物防UV(紫外线)作用。还有，这种镀层或涂层不吸水。灰尘和脏物颗粒也被阻止侵入表面内。
在所说明的工作压力下不会导致等离子体成分的定向运动。不造成离子轰击。由于等离子体成分的游离距离较长，故没有在等离子体内就产生聚合作用，而是只有在要镀层的样品上才发生聚合作用。即使对于大尺寸的绝缘子也能获得均质的镀层。
术语“等离子体聚合物”表示一种通过等离子方法制造的聚合物，它不同于用传统的化学途径制成的聚合物，各分子簇相互之间有强得多的交联，不是定向的而是无定形的，而且除此之外有高得多的密度。与例如传统的聚合物相比，等离子体聚合物的特征在于扩展了用IR光谱仪测量的红外线振动带。
按本发明的方法具有的优点是，可制造一种具有持久、耐磨和高度疏水的等离子体聚合物镀层的电绝缘子。有待镀层的绝缘子成形件的尺寸和材料不起作用。因此，本方法尤其适用于大尺寸的绝缘子，例如数米长的高压绝缘子。
按本发明的一项有利的设计，每单位腔室容积供入的电功率在1KW/m3与3.5KW/m3之间。
更有利的是，每单位腔室容积的气流调整在20sccm/m3与300sccm/m3之间。
为了等离子体聚合物的耐久性以及保护成形件免受外来的影响，比较有利的是等离子体一直维持到等离子体聚合物镀层的层厚达到100nm与10μm之间时为止。
为了清除附着在绝缘子成形件表面上的能氧化的成分，如油或脂，比较有利的是在腔室抽成真空时按以下方式计量在腔室内含氧的气体，尤其是空气，即，在腔室内暂时存在1与5mbar之间的压力，与此同时在此气体内点燃等离子体，持续时间在1秒与5分钟之间。以此方式发生表面杂质的氧化。氧化的成分不被吸附。经这一处理后形成了绝缘子成形件纯净的表面。
按本发明另一项有利的设计，周期性点燃等离子体。业已证实，以此方式可以改善等离子体聚合物镀层的均质性。
在周期性点燃的情况下，比较有利的是等离子体以0.1至100Hz的频率被点燃。
按已知的方法可通过产生电场实现等离子体的点燃。电场可例如借助于微波发生器感应地或电容地耦合。现已研究证明，尤其为了处理大而长的绝缘子成形件，借助于往装在腔室内的电极上施加一个电压来点燃等离子体是特别恰当的。在这里一个电极例如设计为棒状，而另一个电极由腔壁本身构成。也可以采用两个对置的棒状电极。在借助电极点燃等离子体时，成形件上难以接近的表面部分也被可靠地镀上等离子体聚合物层。
原则上等离子体可借助一个随时间不变的电场产生。但更有利的是，电场是一个频率在1KHz与5GHz之间的交变电场。在这种情况下，实际上采用的频率要取决于所使用的工作气体。
按本发明另一项有利的设计，在腔室内的工作压力调整在1·10-3mbar与1·10-1mbar之间。
对于制造等离子体聚合物镀层特别有利的是，采用一种碳氢化合物，尤其是乙炔和/或甲烷作为工作气体。
对于在绝缘子成形件上生成的等离子体聚合物镀层的质量而言，比较有利的是采用一种硅有机化合物或氟有机化合物作为工作气体。由这种化合物等离子体形成的等离子体聚合物，其特点在于各分子簇互相高度交联。基于这种交联使制成的镀层极其稳定并能防止杂质影响，而且有高的硬度。此外，由非极性或具有非极性族的硅有机化合物或氟有机化合物等离子体生成的等离子体聚合物，显示出其有良好和持久的疏水性。
对于等离子体聚合物镀层的疏水性、硬度和品质而言特别有利的是，采用六甲基二硅氧烷、四乙基原硅酸盐、乙烯基三甲基甲硅烷或八氟环丁烷或它们的混合物为工作气体。上述这些工作气体的混合物也同样提供良好的结果。
按本发明另一项有利的设计，在工作气体内添加一种附加气体。在这种情况下有利的是，附加气体是惰性气体、卤素，尤其是氟、氧或氮或它们的混合物。
用等离子体镀层的绝缘子制造方法特别适用于高压绝缘子。高压绝缘子的尺寸可从几厘米到几米。此方法尤其适用于杆式绝缘子，如应用于支承架空线的那种绝缘子。这种绝缘子被制成有一些盘状护肋的成形件，以便以此方式加长绝缘子两端之间的漏电路径。这种绝缘子即使在其表面受到污染时仍能可靠地防止飞弧。
因为按本发明的制造方法制有等离子体聚合物镀层的绝缘子具有高度疏水的表面，所以它能可靠防止由于溶在水中的杂质造成的污垢沉积。因为以此方式防止了恰好在露天长期工作的绝缘子受污染，所以可以取消采用护肋的结构来加长漏电路径。在这里甚至可以设想将绝缘子按理想的形状设计为一根长管。这样与传统的高压绝缘予相比可极大地节约材料。而且生产成形件的制造方法也变得特别简单，以及这种方法比用于制造设有护肋的成形件的方法便宜得多。
因为所制成的等离子体聚合物镀层的质量与电绝缘子成形件的材料无关，所以特别恰当的是，成型件由一种焙烧的陶瓷、上釉的焙烧陶瓷、玻璃或塑料，尤其由硅酮橡胶、环氧树脂或玻璃纤维强化塑料制成。即使遇到例如虽经焙烧但未上釉的陶瓷是一种粗糙的表面，但按本发明的制造方法恰好能提供一种具有高度疏水性表面的绝缘子，这种绝缘子的性能甚至超越虽上釉但没有疏水镀层的陶瓷绝缘子的性能。粗糙的表面对于施加镀层而言绝不意味着有什么困难。即使是由硅酮橡胶制的成形件，采用按本发明的方法也能加工成一种有疏水等离体聚合物镀层的绝缘子。以此方式不改变地保持了用硅酮橡胶制的绝缘子良好的电气和防污染的性能，除此之外可靠地避免了硅酮橡胶有不希望的性质，亦即积水和/或吸灰尘和脏物颗粒。此外任何塑料可通过按本发明的方法进一步加工成高质量的设有疏水表面的绝缘子。本发明公开了这种可能性，即允许用任意塑料制造成用于绝缘子的成形件并将这种成形件通过等离子体聚合作用加上一个疏水的镀层。这种塑料绝缘子与传统的塑料绝缘子相比，在其绝缘能力方面具有明显改善的长期特性。这种塑料绝缘子可以长期替代昂贵的硅酮橡胶绝缘子。此外在这里本发明还公开了这种可能性，即避免为了增加漏电路径而采用形状复杂的绝缘子。
下面举两个例子说明本发明。
例1按已知的方式用原材料高岭土、长石、陶土和石英通过加水混合制成一种可捏和的物质，由此物质通过车削制成有一些护肋的空心圆柱形粘土件。粘土件经干燥并焙烧成一个成形件。成形件的长度约为50cm。此陶瓷绝缘子的成形件装入等离子体反应器一个可抽真空容积1m3的腔室内。在腔室抽成真空后加入由六甲基二硅氧烷与氦组成的混合物作为工作气体。在六甲基二硅氧烷30sccm和氦30sccm的连续气流的情况下通过有控制地抽真空，将腔室内的工作压力调整为9·10-3mbar。在这些条件下借助电极点燃工作气体内的等离子体。为此在电极上施加频率为13.56MHz和功率为2KW的交变电场。在时间持续30分钟后，从已通风的腔室内取出现在已加上一个疏水的等离子体聚合物镀层的成形件，亦即制成的高压绝缘子。
例2按例1制造的陶瓷高压绝缘子的成形件装入等离子体反应器容积为350升、可抽真空的腔室内。采用乙烯基三甲基甲硅烷作为工作气体。当流量为100sccm时将腔室内的工作压力调整为1.5·10-1mbar。通过在电极上施加电压在腔室内点燃等离子体。电压是频率为13.56MHz的交流电压。吸收的功率为1.2KW。在时间持续20分钟后，将加上疏水的等离子体聚合物镀层的成形件从已通风的腔室内取出。
下面借助附图进一步说明本发明的实施例，附图中
图1示出在绝缘子成形件上镀覆疏水的等离子体聚合物镀层的设备，图2示出具有疏水的等离子体聚合物镀层的陶瓷高压绝缘子；以及图3为图2所示高压绝缘子的等离子体聚合物镀层的局部放大示图。
图1表示在电绝缘子的成形件上镀疏水的等离子体聚合物镀层的设备。该设备包括一等离子体反应器1，它设计为可抽真空的金属腔室2，腔室2内有装在它里面的视孔玻璃3。为了将腔室2抽真空设有一泵站5，它按前后串联的方式包括一个油扩散泵6、一个罗茨泵(Rootspumpe)7和一个旋转滑阀式真空泵8。在这里为了给腔室2抽真空，首先接通旋转滑阀式真空泵8，接着接通罗茨泵7，最后接通油扩散泵6。
借助三通阀10，可以要么接通泵站5，要么接通与腔室2连接的进气管13的通风阀12。为了控制泵的功率，附加地在进气管13中装入一可控制的节流阀14。
为了监控压力，设有一个与腔室2的内室连接的皮拉尼测压计15和一个与之相连的压力表17。皮拉尼测压计15有效工作至压力范围10-3mbar。为了调整腔室2内的工作压力，设有一个与腔室2的内室连接的所谓Baratron19。在Baratron 19内通过改变一个膜片与一固定板之间的容积测量压力。Baratron 19输出合理的压力值低至几个10-4mbar。为了调整压力，在Baratron19的出口连接压力调节器21，它将测得的压力实际值与规定的额定值比较，并通过调节管22控制节流阀14。若例如通过Baratron 19测得的腔室2内的工作压力低于规定的额定值，则通过调节管22小量地打开节流阀14，于是泵站5对腔室2的抽吸功率减小。为了向Baratron 19供电设有一电源25。
为了在等离子体反应器1的腔室2内输入工作气体，在腔室2上连接一供气管27。通过一个伺服阀28和一些流量调节器29可向供气管27导通一系列工作气体管30。工作气体管30分别与一个压缩气瓶连接。在图1中表示的五根工作气体管30例如与用于六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲基甲硅烷、氩、氧或氮的压缩气瓶连接。
借助流量调节器29可以组合一种特殊的混合气并经供气管27输入腔室2。
因为在生成等离子体聚合物镀层时要消耗工作气体，所以要在工作气体连续通过腔室2流动的情况下工作。以此方式为生成等离子体聚合物镀层不断地补充供气。工作气体各组成部分相应的流量借助于气体流量调节器33通过连接导线31经流量调节器29控制。气体流量调节器33本身与压力调节器21连接。以此方式当工作气体组成部分为规定的流量时，通过控制节流阀14在腔室2内准确地达到所要求的工作压力。
在腔室2内室中的工作气体等离子体的点燃，通过在一个HF电极35上施加的电压实现。HF电极在腔2的内室中设计为长的棒形电极36。腔室2的金属外壳本身在一定程度上起第二个电极的作用。为了产生电压设一电压发生器37。
将按已知的方法制造的电绝缘子的成形件装在等离子体反应器1的腔室2中。接着借助泵站5在适当调整三通阀10的情况下将腔室2抽真空。
通过控制有关的流量调节器29并与此同时借助节流阀14控制泵站5作用在腔室2内的抽吸功率，在腔室内流入规定流量的氧。在这种情况下腔室内存在的压力调整为3mbar。同时，在腔室2内借助电压发生器37通过在HF电极35上施加一个电压点燃等离子体，持续时间在1秒与5分钟之间。以此方式从表面消除表面污垢，尤其是脂或油。
接着借助有关的流量调节器29节制氧的供应。腔室重新被抽真空并在控制流量为300sccm的情况下在腔室内引入六甲基二硅氧烷和氦。通过节流阀14控制泵站5的抽吸功率，使腔室2内存在的工作压力为9·10-2mbar。通过电压发生器37借助在腔室2内的HF电极35点燃由工作气体产生的等离子体。作为电压采用频率为13.56MHz的交流电压。用于制成疏水的等离子体聚合物镀层的功耗为3.5KW。
点燃等离子体保持时间5分钟至60分钟。接着在相应地调整三通阀10和缓慢地打开节流阀14的情况下，腔室2经通风阀12通风。将制成的加上疏水等离子体聚合物镀层的绝缘子从腔室2内取出。
图2用局部剖视图表示具有一些护肋46的陶瓷高压绝缘子45。此高压绝缘子全部用陶瓷48制造。为了与要绝缘的通电部分连接，高压绝缘子45两端还有连接器47。
陶瓷高压绝缘子45在按图1设计的设备中通过点燃在工作气体六甲基二硅氧烷内的等离子体，镀上疏水的等离子体聚合物镀层。
在图3对图2局部Ⅲ的放大示图中，可以清楚看出这种疏水等离子体聚合物镀层的结构。镀层厚度约为1000nm。人们可以很清楚地看到，在等离子体聚合物镀层的分子簇之间形成高的交联度。看不到如在传统的聚合物中那样的定向结构。确切地说是一种无定形的结构。由于高度交联，所以这种等离子体聚合物镀层有高的组织密度，并因而阻止分子，如氧、氢或二氧化碳渗透。此外，此等离子体聚合物镀层有高的密度，这一点可通过各硅原子的固氧得到解释。由于六甲基二硅氧烷非极性的CH3族，所以由此工作气体生成的等离子体聚合物镀层还有低的能量，并因而是高度疏水的。
下面通过试验证明按本发明的制造方法制成的等离子体聚合物镀层的疏水性和耐久性。
试验1一个上釉的陶瓷高压绝缘子与一个形状一致但加有疏水的等离子体聚合物镀层的陶瓷高压绝缘子比较。其中等离子体聚合物镀层通过点燃在由六甲基二硅氧烷和氦组成的工作气体中的等离子体制成。所选择的参数与例1中所述的一致。生成等离子体聚合物镀层的持续时间为30分钟。镀覆的等离子体聚合物镀层的层厚为1000nm。等离子体聚合物镀层直接镀在釉上。
两种高压绝缘子的长度均为50cm。它们有九个护肋，护肋相互的间距为45mm。护肋直径为223mm；杆径为75mm。由这些数量的护肋已知两种绝缘子的漏电路径长度为1612mm。
两种绝缘子的绝缘特性根据IEC 507(1991)按盐雾法检验。等离子体聚合物镀层直接镀在釉上。作为准备工作先用磷酸钠洗涤这两种高压绝缘子。接着对两种高压绝缘子在最高盐浓度为224kg/m3的情况下实施空气或雾温控试验以及在检验电压为23KV(交变电压)的条件下实施一小时的盐雾试验。其中，检验电压在一个Umax=161KV系统的四节链中作为分电压为一个高压绝缘子引出。在试验的全部持续时间内连续地记录检验电压和泄漏电流。
在预温控试验中在有等离子体聚合物镀层的高压绝缘子上测定的飞弧电压与上釉的陶瓷高压绝缘子上测得的飞弧电压相当。这意味着，通过等离子体聚合物镀层提高疏水性对飞弧电压没有影响。检验电压 单位漏电路径长度 在耐受试验时最大泄漏电流， (KVeff) (mm/KV)(mA)23 40.5 1590(护肋跨接)23 40.5 1400(护肋跨接)23 40.5 1260(护肋跨接)表1检验电压单位漏电路径长度 在耐受试验时最大泄漏电流， (KVeff) (mm/KV) (mA)23 40.5 60023 40.5 1100(护肋跨接)23 40.5 550表2在预温控试验后，在检验电压为23KV的条件下实施三次一个小时盐雾试验。在此过程中测量各最大泄露电流。表1表示未经处理的上釉陶瓷高压绝缘子的测量结果，表2表示加上等离子体聚合物镀层的上釉高压绝缘子的测量结果。与未经处理的高压绝缘子(见表1)相比较，在一小时的盐雾试验中，加上等离子体聚合物镀层的高压绝缘子(见表2)难得出现护肋跨接。加有等离子体聚合物镀层的高压绝缘子的最大泄漏电流明显地小于未经处理的上釉高压绝缘子。
试验2按试验1设计的加上等离子体聚合物镀层的陶瓷高压绝缘子，按IEC-1109进行1000小时喷盐试验。此高压绝缘子经1000小时在盐雾中使用仍有如试验开始时同样的性能。这一结果证明了等离子体聚合物镀层的耐久性和高的疏水性。用未经处理的上釉陶瓷高压绝缘子不能获得这样的结果。
试验3研究三种不同陶瓷高压绝缘子的润湿角，它们全都按例1加有疏水的等离子体聚合物镀层。经处理的成形件全是陶瓷成形件。成形件A中绝缘予材料附加褐色的釉，成形件B加有白釉。绝缘子成型件C不上釉。按标准DIN-EN828用蒸馏水和NaCl的重量百分比含量在25％的水确定润湿角。在表3内综合了试验结果。由表3可以看出，在未上釉的表面，由于较大的粗糙度，在疏水性相同的情况下润湿角比上釉的绝缘子表面上的大。绝缘子材料 A B CH2O 108.0 109.2 131.0H2ONacl107.0 108.0 136.3强疏水性 强疏水性极强疏水性表权利要求
1．一种电绝缘子(45)的制造方法，其中在绝缘子的成形件上镀疏水的等离子体聚合物镀层，此方法有下列步骤-将成形件装入等离子体反应器(1)可抽真空的一腔室(2)内；-将腔室(2)抽成真空；-往腔室(2)内引入一种非极性的或具有非极性族的工作气体；-在连续气流的情况下将腔室(2)内的工作压力调整在1·10-5mbar与5·10-5mbar之间；-通过产生一个电场由工作气体形成一种等离子体，其中，每单位腔室容积加入的电功率调整在0.5KW/m3与5KW/m3之间，以及每单位腔室容积的气流调整在10sccm/m3与1000sccm/m3之间；-等离子体至少维持到由工作气体的等离子体形成的等离子体聚合物(50)在成形件表面构成一闭合的镀层时为止；-切断电场，从腔室(2)内取出完成镀层的绝缘子。
2．按照权利要求1所述的制造方法，其特征在于每单位腔室容积供入的电功率调整在1KW/m3与3.5KW/m3之间。
3．按照权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于每单位腔室容积的气流调整在20sccm/m3与300sccm/m3之间。
4．按照权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其特征在于等离子体维持到等离子体聚合物镀层的层厚在100nm与10μm之间时为止。
5．按照权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其特征在于在腔室(2)抽真空时以这样的方式计量在腔室(2)内含氧的气体，尤其是空气，即，使腔室(2)内暂时存在1与5mbar之间的压力，与此同时在腔室(2)的气体内点燃净化用的等离子体，时间持续1秒与5分钟之间。
6．按照权利要求1至5中任一项所述的制造方法，其特征在于所述等离子体被周期性点燃。
7．按照权利要求6所述的制造方法，其特征在于等离子体以0.1至100Hz的频率被点燃。
8．按照权利要求1至7中任一项所述的制造方法，其特征在于等离子体借助于往装在腔(2)内的电极上施加电压被点燃。
9．按照权利要求1至8中任一项所述的制造方法，其特征在于以一个频率在1kHz与5GHz之间的交变电场作为所述电场。
10．按照权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其特征在于在腔室(2)内存在的工作压力在1·10-3与1·10-1mbar之间。
11．按照权利要求1至10中任一项所述的制造方法，其特征在于采用一种碳氢化合物，尤其是乙炔和/或甲烷作为工作气体。
12．按照权利要求1至10中任一项所述的制造方法，其特征在于采用一种硅有机化合物或氟有机化合物作为工作气体。
13．按照权利要求12所述的制造方法，其特征在于采用六甲基二硅氧烷、四乙基原硅酸盐、乙烯基三甲基甲硅烷或八氟环丁烷或它们的混合物为工作气体。
14．按照权利要求1至13中任一项所述的制造方法，其特征在于在工作气体内添加一种附加气体。
15．按照权利要求14所述的制造方法，其特征在于添加惰性气体、卤素，尤其是氟、氧或氮或它们的混合物作为附加气体。
16．按照权利要求1至15中任一项所述的制造方法，其特征在于所述绝缘子是一种高压绝缘子(45)，尤其是一种杆式绝缘子。
17．按照权利要求1至16中任一项所述的制造方法，其特征在于成形件由一种焙烧的陶瓷(48)、上釉的焙烧陶瓷(48)、玻璃或一种塑料，尤其由硅酮橡胶、环氧树脂或玻璃纤维强化塑料制成。
全文摘要
本发明涉及一种电绝缘子的制造方法,其中在绝缘子的成形件上镀疏水的等离子体聚合物镀层。等离子体聚合物的镀层在工作压力为1·10
文档编号H01B19/00GK1312945SQ99809420
公开日2001年9月12日 申请日期1999年7月27日 优先权日1998年8月7日
发明者约翰尼斯·利伯曼, 艾尔弗雷德·巴尔曼, 克劳斯·D·维辛, 奥托－迪德里克·赫尼曼 申请人:西门子公司, 弗朗霍弗应用研究促进协会