[发明专利]电绝缘子制造方法

说明书

本发明涉及一种电绝缘子的制造方法，其中，在绝缘子的模制件上镀一个疏水的等离子体聚合物镀层。

在这里电绝缘子指的是在电路内或在电气设备中任何电绝缘的构件。这种绝缘构件例如是电路中使用的阻挡层、通电导体的绝缘蒙皮或电子印刷板。但在本申请文件中的电绝缘子尤其还指的是在配电技术中利用来导引或隔开通电的电线一定距离的绝缘子。电绝缘子具体地还理解为一种高压绝缘子，它应用于导引或隔开强电工程架空线一定距离。大功率半导体或电开关元件例如可控硅或闸流管的绝缘外壳，也属于本申请文件所指的电绝缘子。

电绝缘子由许多不同的材料制造。但主要采用塑料、玻璃和陶瓷，尤其是瓷。由上述材料制造电绝缘子通常通过可变形的原材料成形和接着硬化实现。在这里，取决于采用的材料，硬化通过冷却、光照或在陶瓷的情况下通过焙烧实现。也可以由多个不同材料的分段组成的已成形绝缘子(人们称之为组合绝缘子)，在下文中称为成形件。这种电绝缘子成形件的制造是众所周知的先有技术。例如有关陶瓷高压绝缘子的制造可见西门子公司文件“High-Voltage Ceramics fbr all Applications-by the Pioneer of Power Engineering!”(Bestell-Nr.A96001-U10-A444-X-7600,1997)。

若电绝缘子经过较长时间的使用，则取决于使用地点，它将多多少少受到严重的表面污染，由此可能显著恶化清洁的绝缘子原先的绝缘性能。例如由于污染引起表面飞弧。因为粗糙的表面比光滑表面更快被污染，所以例如在陶瓷绝缘子表面上上釉，釉在技术上改善绝缘子。对于其他的电绝缘子涂防污漆或加镀层以减少长期工作造成的表面污染也是常见的。

当电绝缘子使用在潮湿的环境中或空气湿度大的地方，或露天使用遭受潮湿的大气影响如雾或雨时，同样存在损失绝缘性能的问题。由于冷凝或下雨，在电绝缘子的表面上沉积有水。当水蒸发时，过去溶解的脏物颗粒粘附在绝缘子表面。因此时间一长仍会形成表面污染，它恶化清洁绝缘子的绝缘特性。即使是光滑的表面也不能防止这种污染。当绝缘子应用在含盐的环境中，例如海岸附近或工业区附近时，会产生同样的问题。

为防止沿绝缘子潮湿或污染的表面过早地产生飞弧，高压绝缘子必须设所谓的护助，借此显著延长在彼此要绝缘的零件之间经表面的漏电路径。然而这些复杂的措施需要消耗更多材料并导致高的制造成本。

由西门子公司文件“SIMOTEC Verbundisolatoren:Ihr Schluessel Zu einerneuen Generation von Schaltanlagen”(Bestell-Nr.A96001-U10-A413,1996)已知一种所谓组合绝缘子，作为尤其在潮湿环境中上述表面污染问题的解决方案，它有硅酮橡胶制的护助。硅酮橡胶的疏水表面防止形成水膜和粘附杂质层。在这种绝缘子表面上沉积的水连同溶解在水中的杂质如珠状落下，因此不会形成污染膜。

但是，硅酮橡胶在潮湿的环境中尽管其有疏水的表面性质仍有逐渐存水的倾向。当环境空气的湿度高时会导致绝缘性能暂时下降，在要绝缘高电压的情况下，飞弧会导致绝缘子破坏。也就是说，由于存水飞弧不再沿表面进行，而是部分穿过绝缘子本身进行。也有同样负面效果的是沉积在硅酮橡胶表面内的灰尘和污物颗粒。

由出版物“Insulators Glaze Modified by Plasma Processes”(Tyman,A.；Pospieszna,I.；Iuchniewicz,I.；9^th International Symposium of High VoltageEngineering,Graz,28.August-1.September 1995)已知另一种用于在电绝缘子上生成疏水层的建议。其中通过等离子体处理过程在陶瓷的釉上制成一个疏水的等离子体聚合物镀层。为此在第一道工序中在一封闭的容器内由氩产生惰性气体等离子体，以便通过气体轰击从表面浸提存在于釉内的碱离子，如钠或钾。经此表面处理后在容器中流入作为工作气体的六甲基二硅氧烷(HMDSO)，在压力高于1.12mbar的情况下再由此气体产生等离子体。通过等离子体聚合过程，除去的碱离子被化学上牢固键合的疏水族代替。在这种情况下构成了一个等离子体聚合物的疏水镀层。此等离子体聚合物镀层的疏水性和粘附性不利地与釉的类型有关。例如业已证实，碱离子比白釉少得多的褐色釉为等离子体聚合过程提供了更好的前提条件，以及为生成疏水层显示出良好的化学连结能力。