[发明专利]一种高温超导用耐沿面闪络绝缘材料的制备方法

说明书

本发明公开一种高温超导用耐沿面闪络绝缘材料的制备方法,包括如下步骤:1)准备聚丙烯颗粒并称重；2)准备氮化铝颗粒并称重，氮化铝颗粒用量为聚丙烯颗粒重量的5‑20％；3)将聚丙烯颗粒置于双辊机上加热；4)待聚丙烯颗粒融化后加入氮化铝颗粒，开启双辊机设置转速形成聚丙烯/氮化铝复合材料；5)混合均匀后将聚丙烯/氮化铝复合材料取出，自然冷却至室温待用；6)将不锈钢模具预加热，放入聚丙烯/氮化铝复合材料，热压；7)保持模具压力，将模具风冷；8)将聚丙烯/氮化铝复合材料取出，自然冷却至室温。本发明具有高沿面闪络电压的绝缘材料应用于高温超导输电系统中在正常工作条件和失超情况下。

技术领域

本发明涉及新型绝缘材料的制备领域,具体涉及一种应用于高温超导输电系统中的具有高沿面闪络电压的新型绝缘材料的制备方法。

背景技术

高温超导(HTS)的发展促进了低温环境中绝缘材料行为的研究。低温绝缘的沿面闪络是超导系统绝缘失效的主要原因之一，严重制约了超导器件的发展。聚丙烯(PP)薄膜与牛皮纸层压所构成的绝缘结构在高温超导设备的绝缘系统中起着重要作用。在运行期间发生故障时，超导体将出现失超情况。绝缘材料将在失超情况下承受高电压和导体发热。导体发热将连续地诱导液氮(LN2)中气泡的产生和温度的升高，这将加速沿面闪络的出现。因此在高温超导电力设备的绝缘设计中既要考虑正常工作状态下的沿面闪络，又要避免失超情况下绝缘材料发生沿面闪络事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于高温超导输电系统中在正常工作条件和失超情况下具有高沿面闪络电压的绝缘材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高温超导用耐沿面闪络绝缘材料的制备方法,包括如下步骤:

1)准备聚丙烯颗粒并称重；

2)准备氮化铝颗粒并称重，氮化铝颗粒用量为聚丙烯颗粒重量的5-20％；

3)将聚丙烯颗粒置于双辊机上加热；

4)待聚丙烯颗粒融化后加入氮化铝颗粒，开启双辊机设置转速形成聚丙烯/氮化铝复合材料；

5)混合均匀后将聚丙烯/氮化铝复合材料取出，自然冷却至室温待用；

6)将不锈钢模具预加热至190-200℃，放入聚丙烯/氮化铝复合材料，加压15-17MPa热压10-20分钟；

7)保持模具压力，将模具风冷至70-75℃；

8)将聚丙烯/氮化铝复合材料取出，自然冷却至室温。

所述聚丙烯为等规度为97％的等规聚丙烯。

所述氮化铝颗粒是粒径为30nm的氮化铝纳米颗粒。

所述电气绝缘测试为对绝缘材料进行直流电压下的沿面闪络测试。

对所制成试样进行电气绝缘测试。

有益效果

1.由附图1可见，5％氮化铝添加量的材料中纳米颗粒分散均匀，20％氮化铝添加量的材料中氮化铝纳米颗粒形成逾渗网络。

2.由附图2可见，5％氮化铝添加量的材料在未失超情况下，相比于原始聚丙烯薄膜其闪络电压约提升4kV。

3.由附图3可见，在失超情况下，两种新型绝缘材料均对沿面闪络电压有所提升，其中20％氮化铝添加量的材料提升最多。

附图说明

图1所示为制备成型的新型绝缘材料断面扫描电镜微观图。

图2所示为新型绝缘材料在未失超情况下的沿面闪络电压威布尔分布图。

图3所示为新型绝缘材料在失超条件下的沿面闪络电压统计数据。