[发明专利]一种具有复合结构的真空绝缘子及其制备方法

说明书

本发明涉及一种真空绝缘子及其制备方法，特别涉及一种具有复合结构的真空绝缘子及其制备方法，解决了现有单独使用绝缘子表面45°倾角结构或绝缘子表面微槽构筑技术时，真空沿面闪络电压提升幅度有限，以及单独使用绝缘子表面45°倾角结构时，难以满足绝缘子小型化的需求和绝缘子耐压稳定性较低的问题。该绝缘子包括绝缘子本体；其特殊之处在于：绝缘子本体用于与阴极连接的一端为圆柱形，用于与阳极连接的另一端为圆台形，且圆台形大端底面外圆与圆柱形底面外圆重合；在圆柱形的侧面上设有多个与圆柱形同轴的环形微槽；多个环形微槽沿圆柱形轴线方向呈周期性阵列排布，且该阵列延伸至圆台形大端底面位置；圆台形母线与圆台形大端底面的夹角为30°～60°。

技术领域

本发明涉及一种真空绝缘子及其制备方法，特别涉及一种具有复合结构的真空绝缘子及其制备方法。

背景技术

真空沿面闪络是一种沿绝缘子与真空界面处发生的击穿放电现象，击穿电压远低于真空与绝缘子的击穿电压，使得整个绝缘系统的耐压强度最终由绝缘子的真空沿面击穿电压决定，这严重降低了整个真空绝缘系统的耐压强度[Miller H C.Flashover ofinsulators in vacuum:the last twenty years[J].IEEE Transactions onDielectricsElectrical Insulation.2016,22(6):3641-3657.]。伴随着高功率脉冲系统向高功率、高电压、小型化方向发展，对整个绝缘系统的耐电压强度要求越来越高，通过放大绝缘堆的方法提升绝缘系统的耐电压强度越来越不能满足要求，因而提升单位距离上绝缘子的真空沿面耐压至关重要。

为提升绝缘子真空沿面闪络电压，研究人员进行了大量的探索，提出了多种提升绝缘子真空沿面闪络电压的方法，使绝缘子真空沿面闪络电压得到一定提升；但依然存在绝缘子耐压水平不够高，各类方法提升真空沿面闪络电压效果不明显、不稳定，实际应用效果差等问题。现有文献报道表明一定程度上能够较大幅度提升绝缘子真空沿面闪络电压的方法包括金属层与绝缘层逐层分布的高梯度绝缘技术[Zhu J,Chen S,Xia L,etal.Vacuum Surface Flashover of High Gradient Insulators Under NanosecondPulse[J].IEEE Transactions on Plasma Science.2014,42(2):330-335.]，绝缘子表面45°倾角结构处理[Huang Q,Li S,Zhang T,et al.Improvement of Surface FlashoverCharacteristics about 45degrees Insulator Configuration in Vacuum by a NewOrganic Insulation Structure[J].IEEE Transactions on DielectricsElectricalInsulation.2012,18(6):2115-2122.]以及绝缘子表面微槽构筑技术[Huo Y,Liu W,Ke C,et al.Sharp improvement of flashover strength from composite micro-texturedsurfaces[J].Journal of Applied Physics.2017,122(11):115105.；申请公布号为“CN106601388 A”，申请公布日为“2017.04.26”，发明名称为“一种具有孔穴微槽织构化表面的绝缘子及其制备方法”的中国专利]。