一种提高真空沿面闪络电压的绝缘介质及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高压绝缘材料领域，具体设及一种提高真空沿面闪络电压的绝缘介质 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 真空作为一种特殊的绝缘介质，凭借其优良的介电特性而广泛应用于高压电气设 备和真空器件中。然而，基于绝缘支撑的需要而引入到高压电气设备中的固体绝缘体，其沿 面闪络电压远远低于相同尺寸的真空间隙或者绝缘材料的体击穿电压，严重制约着真空电 气系统的绝缘性能和高压电气设备的小型化发展。因此，研究真空沿面闪络现象及其形成 机理，探索提高绝缘介质材料真空沿面闪络性能的方法，对实际工程应用具有十分重要的 意义。
[0003] 目前，学者们的研究集中在对绝缘介质材料表面特性的表征及其与沿面闪络电压 之间的关系上，主要通过对绝缘介质材料进行表面处理来提高其闪络电压，基本是从W下 几个方面来考虑：1.降低材料表面的二次电子发射系数;2 .降低材料表面介电常数;3 .降低 材料的表面电阻率;4.提高材料表面的介电均匀性;5.减少表面吸附气体量或提高气体吸 附能;6.表面层空间电荷的退陷阱化等。
[0004] 然而，材料的体特性对材料的宏观性能有着重要的影响。因此，可W通过改变或控 制材料的体特性来改变其表面特性，从而影响材料的沿面闪络特性。W广泛应用于高压绝 缘材料领域的聚乙締为例，研究表明，聚乙締中加入酪献后，其晶粒尺寸显著减小，晶粒分 布更加均匀，晶体敛集更紧密，完善程度更高，使材料的结晶度增大，并具有较均匀的聚集 态结构。然而，W往的研究仅简单停留在酪献对聚乙締聚集态结构变化的影响，将酪献渗杂 方法用于改善聚乙締等半结晶聚合物材料的陷阱参数和真空沿面闪络性能的研究尚无人 设及。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种提高真空沿面闪络电压 的绝缘介质及其制备方法，工艺难度低，可操作性强，可靠性高，能广泛运用于高压绝缘材 料领域。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的绝缘介质包括酪献与半结晶聚合物材料;假设酪献 的量为曰，半结晶聚合物材料的量为b，则按质量分数计，0<a含5% ,95%含b<100%。
[0007] 所述的半结晶聚合物材料为低密度聚乙締。
[000引所述的酪献质量分数为1 %，低密度聚乙締质量分数为99%。
[0009] 本发明的绝缘介质制备方法，包括W下步骤：
[0010] 1)、将酪献与半结晶聚合物材料在50°C~80°C下烘干；
[0011] 2)、将烘干后的半结晶聚合物材料加热至烙融态；
[0012] 3)、向烙融态的半结晶聚合物材料中加入酪献，两者烙融共混30~50min，得到复 合材料；
[001引4)、将复合材料挤出，并自然冷却至室溫；
[0014] 5)、将冷却后的复合材料热压成型，得到绝缘介质试样。
[001引所述的步骤1)中烘干时间为10~12小时。
[0016] 所述的步骤2)中将烘干后的半结晶聚合物材料放入转矩流变仪中加热揽拌至烙 融态，转矩流变仪的溫度设置为125°C~145°C，转速为40~60转/分钟。
[0017] 所述的步骤5)中将复合材料在平板硫化机中热压成型，压片溫度为130°C~150 °C〇
[0018] 所述的步骤5)中热压成型的复合材料经过经机械加工形成规定形状的绝缘介质 试样。
[0019] 所述的半结晶聚合物材料为低密度聚乙締。
[0020] 所述的酪献与低密度聚乙締的添加量，假设酪献的量为a,半结晶聚合物材料的量 为b，则按质量分数计，0<曰含5%，95%^<100%。
[0021] 与现有技术相比，本发明通过渗杂酪献对绝缘介质材料进行改性，制备出的复合 绝缘介质材料的结晶行为(结晶度和球晶尺寸及陷阱参数发生了较大的变化，结晶度有 所提高，球晶尺寸明显减小，陷阱能级增大，运些变化有助于提高材料的真空沿面闪络性 能。
[0022] 进一步的，本发明向低密度聚乙締中渗杂质量分数为1%的酪献时，将真空条件下 低密度聚乙締复合试样的沿面闪络电压与纯低密度聚乙締试样进行比较，结果显示:脉冲 电压下试样的首次闪络电压、老练电压和耐受电压分别提高了 28.4 %、30.8 %和18.4 %，直 流电压下试样的首次闪络电压提高了54.1 %。
[0023] 与现有技术相比，本发明提出的方法能够显著的提高绝缘介质材料的脉冲、直流 真空沿面闪络电压，且工艺难度低、可操作性强、可靠性高，能够广泛运用于高压绝缘材料 领域。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0025] -种提高真空沿面闪络电压的绝缘介质制备方法，包括下述步骤；
[0026] 1)分别使用天平称量相应质量比例的低密度聚乙締原材料和酪献粉末(酪献和低 密度聚乙締的总质量百分数为100% )，得到五组不同型号试样的原料配比。
[0027] 表1不同型号试样的原料配比中的酪献质量分数
[002引
[0029] 2)制备低密度聚乙締复合试样，各型号试样的制备流程基本相同。
[0030] 实施例1:首先，将称量好的原料(低密度聚乙締和酪献粉末)放入烘箱中烘干，溫 度设置为60°C，时间为12小时;烘干后，将低密度聚乙締放入转矩流变仪中加热揽拌至烙融 态，溫度设置为135°C，转速为60转/分钟；低密度聚乙締烙融后，加入酪献粉末，烙融共混 30min后，将低密度聚乙締复合材料挤出，自然冷却至室溫;材料冷却后，将低密度聚乙締复 合材料在平板硫化机中热压成型，压片溫度为130°C，形成厚度为5mm的试样板;试样板经机 械加工，制备出直径为25mm的圆形试样。
[0031] 实施例2:首先，将称量好的原料(低密度聚乙締和酪献粉末)放入烘箱中烘干，溫 度设置为50°C，时间为12小时;烘干后，将低密度聚乙締放入转矩流变仪中加热揽拌至烙融 态，溫度设置为125°C，转速为60转/分钟；低密度聚乙締烙融后，加入酪献粉末，烙融共混 50min后，将低密度聚乙締复合材料挤出，自然冷却至室溫;材料冷却后，将低密度聚乙締复 合材料在平板硫化机中热压成型，压片溫度为150°C，形成厚度为5mm的试样板;试样板经机 械加工，制备出直径为25mm的圆形试样。
[0032] 实施例