[发明专利]一种提高固体绝缘材料沿面闪络特性的方法

说明书

本发明公开一种提高固体绝缘材料沿面闪络特性的方法，包括以下步骤：在固体绝缘材料的表面进行凹陷处理形成凹陷，并在凹陷中制备一层金属膜电极；所述凹陷的形状与设置在固体绝缘材料上的电极形状相配合；所述凹陷的深度大于金属膜电极的高度，金属膜电极沉积在凹陷底部；电极嵌入凹陷内并紧贴金属膜电极。本发明在绝缘材料表面制备金属膜电极(如金、银、铜等)以消除电极和固体绝缘材料之间的间隙，改善二者之间的接触，提高系统的闪络电压；将金属电极嵌入绝缘材料内部，可以有效地避免在制备过程中在电极、材料以及氛围的三结合处形成新的电场畸变点而降低闪络电压的可能。

技术领域

本发明涉及绝缘子技术领域，特别涉及一种提高固体绝缘材料沿面闪络特性的方法。

背景技术

固体绝缘子在各种高压设备和脉冲功率设备中的主要作用是支撑结构和电气绝缘。因此其绝缘水平的高低决定了这些设备的耐受电压以及功率的大小。但是由于绝缘子通常与气体、液体以及真空等氛围构成复合绝缘系统，而这样的系统中绝缘子在远低于自身以及相同尺寸氛围间隙的击穿强度下就会发生沿面闪络，以氧化铝陶瓷为例，真空(10^-3Pa)的击穿场强的临界值为350kV/cm，高纯度氧化铝陶瓷约为300～400kV/cm，而真空-氧化铝复合绝缘系统通常在几十kV/cm的外加场强作用下就会发生闪络现象，仅为真空耐电强度的10～30％左右。因此，研究固体绝缘子沿面闪络现象及其形成机理，寻找提高其闪络电压的方法意义重大。

影响材料沿面闪络的因素较多，如施加电压波形、绝缘体几何形状及长度、绝缘体几何面积、绝缘体表面处理、绝缘体材料介电常数、绝缘体预放电处理、电极材料及其几何形状、多层高梯度绝缘技术等，其中电极结构及其与材料的接触方式对闪络电压有较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高固体绝缘材料沿面闪络特性的方法，通过在绝缘材料表面形成金属膜电极以改善电极-介质接触，同时将电极嵌入绝缘材料内部，以提高其闪络电压。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种提高固体绝缘材料沿面闪络特性的方法，包括以下步骤：在固体绝缘材料的表面进行凹陷处理形成凹陷，并在凹陷中制备一层金属膜电极；所述凹陷的形状与设置在固体绝缘材料上的电极形状相配合。

进一步的，所述凹陷的深度大于金属膜电极的高度，金属膜电极沉积在凹陷底部。

进一步的，利用溅射、热蒸镀、等离子体化学气相沉积等方法在固体绝缘材料的凹陷区域底面制备金属膜电极。

进一步的，所述金属膜电极的材质为金、银、铜等导电性能良好的金属材料。

进一步的，电极嵌入凹陷内并紧贴金属膜电极。

进一步的，所述固体绝缘材料的材质为有机玻璃；尺寸Φ35mm×4mm，电极为圆形电极，高度2mm；凹陷形状为圆形，深度为3mm；凹陷底部制备的金属膜电极的材质为金，厚度为10nm。

进一步的，所述固体绝缘材料的表面间隔设置有两个凹陷，每个凹陷底部制备有金属膜电极；两个金属膜电极上分别紧贴有作为阴极和阳极的电极。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：实际工程中，电极与材料之间往往存在间隙，间隙的存在将畸变三结合点处(电极、材料、氛围)的电场强度，引起闪络电压的降低，因此，本发明在绝缘材料表面制备金属膜电极(如金、银、铜等)以消除电极和固体绝缘材料之间的间隙，改善二者之间的接触，提高系统的闪络电压；同时对材料表面进行凹陷处理，并将金属电极嵌入其中，可避免在制备金属膜电极过程中在电极、材料以及氛围的三结合处形成新的电场畸变点而降低闪络电压的可能。

附图说明

图1为本发明表面凹陷处理后的绝缘材料示意图。

图2所示为本发明所用罩盖示意图。