[发明专利]固体绝缘开关半导电层加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种固体绝缘开关半导电层加工工艺。

背景技术

随着国家电网公司对固体绝缘环网柜产品的推广，固体绝缘开关性能要求越来越高。局部放电是检验产品性能的一项关键指标。在固体绝缘部件采用半导电接地屏蔽和导电件的固封部分喷涂半导电材料是降低局部放电值的有效手段。良好的接地屏蔽结构，可以提高产品的安全性、延长产品的使用寿命。导电件的固封部分喷涂半导电材料后,可以消除毛刺、杂质、气隙等影响局部放电值的因素。目前固体绝缘部件采用半导电接地屏蔽层的加工工艺主要有两大类,其一是先完成固体绝缘部件的压注及后固化,然后对固体绝缘部件表面喷砂、清洁处理后进行半导电层喷涂及固化；其二是在生产固体绝缘部件时，在模具中先喷涂半导电层待其结晶后，再压注，最后进行后固化。上述方法在专利文献201010154222.0中压固体绝缘套管的制作工艺、201010269998.7固体绝缘电路器件的制造方法、201310692375.4一种固体绝缘件表面处理工艺中已有相关表述。在实际生产过程中，还存在一些不足：

    ①采用固体绝缘部件生产完成后，再进行半导电喷涂、固化的产品，存在黏附强度不够，局部分层脱落现象，影响到静电屏蔽效果。

    ②采用在模具中喷涂半导电层加工时，出现半导电层局部开裂现象。

为了克服上述绝缘件半导电层加工工艺的不足，对半导电层加工工艺的改进是十分必要的。经对半导电材料脱落和开裂的产品进行材料分析和玻璃化温度测试以及加工工艺流程的分析和试验，研究发现现有的半导电材料与所用的环氧树脂绝缘材料在玻璃化温度指标上存在较大差异。文献CN 103714923 A（201310692375.4一种固体绝缘件表面处理工艺）提出了在半导电层与固体绝缘材料之间采用增粘剂缓冲两种材料层间应力。但半导电材料本身的材料特性并未改变，所以导致半导电层在生产过程中出现开裂现象。同时由于文献CN 103714923 A中的工艺未包含脱模剂，模具表面又进行了喷砂处理，增加了制成品与模具间的表面张力，导致产品脱模困难、局部半导电层出现开裂甚至于分层脱落。导电浆料主要由导电碳粉（导电石墨）、热固型树脂、酚醛树脂、醚类溶剂等构成。在后固化完成的固体绝缘部件中环氧树脂已经完成了化学性质的改变，虽然通过表面喷砂处理，提高了表面的黏附能力，然而内部结构关联度不高，所以出现局部脱落现象。半导电层在模具中喷涂过程中出现的开裂现象主要是半导电材料内部收缩应力导致。经过研究并通过试验证明，在半导电材料中添加与固体绝缘部件相同（或相近）的环氧树脂材料，可以明显改善与固体绝缘部件结合的紧密度（分子键间连接更多），同时可以改善半导电材料的内部收缩应力和玻璃化温度参数。由于环氧树脂具有良好的绝缘性能，因此添加过多的环氧树脂将降低导电材料的导电性能，可以在导电浆料中添加导电性能更好的纳米银浆或纳米铜浆增强导电性能。因此半导电材料中添加环氧树脂及其配比是改进半导电层加工工艺的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有工艺不足，提供一种简单、方便、有效的固体绝缘开关半导电层加工工艺。

    本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种固体绝缘开关半导电层加工工艺，包括以下步骤：

    A、半导电材料处理：先将导电浆料、稀释溶剂、环氧树脂、固化剂按质量百分比45～55：30～40：5～10：4～10混合，然后置入真空搅拌系统混合均匀，最后灌装到高压喷涂系统的容器中待用；

    B、将固体绝缘部件模具安装到压注机上，并清洁模腔，然后对模具进行预热，同时将固体绝缘部件的铜导电件、嵌件进行去毛刺、洁净处理后，进行预热；

    C、待模具温度升到125～145℃，打开模具，在模腔内表面喷一层0.01～0.05毫米的脱模剂，然后装入预热好的铜导电件和嵌件；

    D、将处理好的半导电材料通过喷枪喷涂到模腔内表面和铜导电件表面，喷涂层厚度0.2-0.4毫米。厚度根据表面电阻值来确定，每平方厘米的电阻值R 的范围是：500 欧姆≤ R ≤ 10000 欧姆；

    E、合上模具，向模具里注入环氧树脂复合材料，将模具加热到135～140℃，在0.3-0.4MPa的气压压力下保压、保温35-60分钟；

    F、待固体绝缘部件成型后，打开模具将产品取出，清除合模边，并对合模边和有缺陷的地方进行修补，然后再135～145℃烘箱内进行8～11 小时的后固化处理；