[发明专利]绝缘子材料、绝缘子及制备方法

说明书

一种绝缘子材料、绝缘子及制备方法，其原料主要由环氧树脂、固化剂、微米碳化硅填料和纳米碳化硅填料组成；按重量份数计，环氧树脂、固化剂、微米碳化硅填料和纳米碳化硅填料的重量比为100份：25～35份：5～55份：5～55份；其中，微米碳化硅填料的粒径为10～50μm，纳米碳化硅填料的粒径为50～100nm。上述绝缘子材料，采用微米和纳米两种不同尺寸级别的碳化硅填料复配，通过固化剂的作用掺杂到环氧树脂中，充分发挥了两者与环氧树脂的协同作用，并控制配比，其具有与碳化硅类似的非线性电导特性。该绝缘子材料应用于绝缘子，能够较好地改善绝缘子表面电场分布，使绝缘子表面电场分布均化，从而减小局部电场畸变率，降低绝缘子沿面放电或闪络等故障。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，特别是涉及一种绝缘子材料、绝缘子及制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，电力工业的地位越来越重要。GIS(Gas insulatedswitch gear，气体绝缘金属封闭开关设备)由于具有占地面积小，可靠性高，配置及安装灵活等优点，被广泛地应用在变电站等电力系统中。盆式绝缘子作为GIS设备的重要绝缘结构，对GIS的稳定运行和整个电网的安全起着决定性的作用。研究显示，在GIS运行过程中，盆式绝缘子表面局部电场畸变很严重，使其表面容易积聚大量的表面电荷并造成沿面闪络。而据国内外调查得知，盆式绝缘子沿面放电或闪络故障是造成GIS绝缘故障的最重要原因。因此，对于改善绝缘子表面电场分布、降低绝缘子的故障的研究，成为提高电力系统安全性和可靠性的重要途径。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够较好地改善绝缘子表面电场分布及降低绝缘子的故障的绝缘子材料、绝缘子及制备方法。

一种绝缘子材料，其原料主要由环氧树脂、固化剂、微米碳化硅填料和纳米碳化硅填料组成；按重量份数计，所述环氧树脂、所述固化剂、所述微米碳化硅填料和所述纳米碳化硅填料的重量比为100份：25～35份：5～55份：5～55份；其中，所述微米碳化硅填料的粒径为10～50μm，所述纳米碳化硅填料的粒径为50～100nm。

上述绝缘子材料，采用微米和纳米两种不同尺寸级别的碳化硅填料复配，通过固化剂的作用掺杂到环氧树脂中，充分发挥了两者与环氧树脂的协同作用，并控制配比，使得碳化硅粒子间的平均距离较小，同时丰富了环氧树脂和碳化硅填料之间的界面，从而改善了绝缘子材料中局部电场，使得绝缘子材料在宏观较低场强下表现出非线性电导特性，且在较大场强时容易形成隧道效应，因而载流子可直接穿越环氧树脂层，从而形成较大的导电电流。且该绝缘子材料具有与碳化硅类似的非线性电导特性。该绝缘子材料应用于绝缘子，能够较好地改善绝缘子表面电场分布，使绝缘子表面电场分布均化，从而减小局部电场畸变率，降低绝缘子沿面放电或闪络等故障。

在其中一个实施例中，按重量份数计，所述环氧树脂、所述固化剂、所述微米碳化硅填料和所述纳米碳化硅填料的重量比为100份：25～35份：10～40份：10～40份。

在其中一个实施例中，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂，所述固化剂为聚酰胺树脂固化剂或酸酐类固化剂。

在其中一个实施例中，所述微米碳化硅填料和所述纳米碳化硅填料均为β型碳化硅。

上述绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述绝缘子材料的各原料混合，得到基料；

将所述基料加热固化，冷却，得到绝缘子材料。

在其中一个实施例中，所述将所述绝缘子材料的各原料混合，得到基料的步骤包括以下步骤：

于搅拌条件下，在所述环氧树脂中依次加入所述微米碳化硅填料、所述纳米碳化硅填料和所述固化剂，混合均匀，得到所述基料。