制造高电压构件的高电压绝缘间隔件的方法和包括根据该方法制造的间隔件的高电压构件技术

提供一种用于制造高电压构件的穿孔的片状高电压绝缘间隔件(2)的方法，该构件包括场分级冷凝器核心，其具有以螺旋形式围绕轴线(A)而缠绕的间隔件、插入间隔件的连续绕组之间的导电层(3)，以及渗透间隔件(2)且埋置间隔件和层(3)的聚合基质。方法至少包括以下步骤：使电绝缘条带(2)沿运行方向(R)移动；将成图案(P)的平行延伸切割线(21，22)插入到条带中；以及使带图案的条带相对于切割线(21，22)成直角地扩张，以便形成具有穿孔三维网格结构(LS)的间隔件。切割条带和使切割的条带扩张的联合作用允许形成具有多个大小的间隔件，所述大小超过按照制造参数，特别是按照图案的构造和扩张的幅度的条带的大小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于制造高电压构件的穿孔片状高电压绝缘间隔件的方法，高电压构件包括场分级冷凝器核心，其具有以螺旋形式围绕轴线而缠绕的间隔件、插入间隔件的连续绕组之间的导电层，以及渗透间隔件且埋置间隔件和层的聚合基质。本专利技术进一步涉及高电压构件，它包括场分级冷凝器核心，场分级冷凝器核心具有根据该方法制造的间隔件。
技术介绍
具有场分级属性的已知高电压(HV)构件(例如HV衬套)以额定10kV和1200kV之间，典型地在30kV和550kV之间的电压工作，而且HＶ构件各自标识有场分级冷凝器，通常在树脂浸渍纸(RIP)或树脂浸渍合成(RIS)技术中制造场分级冷凝器。在各种情况下，多层穿孔片状高电压绝缘间隔件缠绕到圆柱形的心轴上。在缠绕期间，当实现有限直径的缠绕间隔件时，典型地呈铝箔片的形式的导电层插入成层的间隔件之间，以形成圆柱形场分级层。针对HV构件的大小及其性能参数来调节场分级层的数量、插入直径和尺寸，以便确保HV构件中的电场有恰当分级。心轴与缠绕核心(包括缠绕间隔件和封闭的场分级层)置于圆柱形模子中，模子填充有可硬化树脂。在填充过程期间，间隔件被浸渍树脂。在完成填充和浸渍缠绕核心的之后，执行树脂硬化过程。硬化树脂与间隔件和传导层形成机械阻力高且电绝缘属性良好的材料。典型地用于该过程的树脂是用于RIP核心的无填充环氧树脂和用于RIS核心的填充有颗粒的环氧树脂树脂，颗粒特别是优选地基于有机物质的粉末和纤维，例如SiO2、Al2O3、BN、AlN、BeO、TiB2、TiO2、SiC、SiN、B4C、ZnO等等或者它们的混合物。用作RIP型核心中的间隔件的材料为电气级绉牛皮纸(绉纸)。在RIS类型的情况下，间隔件可制作成纤维束形成的网或包括孔的实心材料。在运行期间，对接地凸缘和高电压构件的高电压导体应用高电压，并且因而对圆柱形设计的场分级冷凝器核心应用高电压。然后冷凝器核心充当多缸冷凝器，并且使得在凸缘和HV导体之间线性地分配高电压。然后在两个相邻传导层之间，相应地在凸缘和相邻传导层之间，相应地在HV导体和相邻传导层之间的间隔件的一部分暴露于典型地几kV/mm的强电场。现有技术用于HV构件的穿孔片状高电压绝缘间隔件和包括这种间隔件的HV构件在EP1771866B1和EP2203922B1中有描述。已知的间隔件典型地包括绉纸或网状条带。这种间隔件制造起来困难、过程长且成本高，并且因而是非常昂贵的。为了制造绉纸，必须用特殊的溶剂完全弄湿原材料(表示印刷纸)，然后使其变绉，并且然后使其再次变干。制造网状条带也是复杂的过程。如EP1771866B1中显示的那样，它包括以下步骤：编织或编结图2中显示的网格间隔件材料，或者冲孔，以便形成图3中显示的间隔件材料，这会另外产生高材料损失。在图3的间隔件材料的情况下，额外的缺点在于，在缠绕片材的期间，材料平铺在彼此上面。材料的平表面彼此附连的区域很难浸渍，尤其是在用无机填充树脂来浸渍时。未浸渍的区域在硬化产品的电绝缘部中形成空隙，这会引起局部放电。对于上面列出的所有间隔件材料，材料的宽度受到制造过程的限制。当制造长度大于可用间隔件材料的宽度的衬套时，必须平行地将多个网片材馈送到缠绕机中。在单独片材的连结区域中，电绝缘属性典型地比使用完整材料的地方更差。这是因为材料在连结区域中出现各种缺陷的概率增大。EP0021017A1公开了一种用于准备持续地运行由至少两个叠置小纤维膜构成的复合开放式网状结构的过程。该过程包括以下步骤：-通过使合成聚合物(例如聚丙烯)膜沿纵向伸展来使其沿纵向定向，以便获得纵向定向膜，-通过使定向膜在装有诸如针或刀刃片的用于产生缝隙的器件的表面上经过，来使定向膜成小纤维，形成未成小纤维的倾斜(且定向)的带，其相对于缝隙方向形成角β0，-通过在倾斜带交叉的情况下叠置至少两个小纤维膜来形成复合组件，-使复合组件沿横向伸展，以便使带旋转，以及形成开放式网状结构，其中，带与原来的裂开方向形成新的角βε，相应地相对于裂开方向形成-βε，以及-通过热使伸展和叠置膜的组件稳定。该过程适合生产开放式网状结构，它们用来加强分层材料。该过程有利于在开放式网状结构中形成封闭空隙，空隙不会被聚合树脂浸渍，并且因而将有利于在暴露于高电压时形成局部放电。US3826165详细说明了一种用于制造适合用来包装和保护物品的开放式缓冲材料的过程。该过程包括以下步骤：-使伸长的热塑性泡沫片材材料移动，-在泡沫材料中划出成图案的间隔开的成排切口，排沿侧向延伸跨过片材，以及-使片材沿纵向扩张，以打开切口，并且形成开放式缓冲材料。已知过程使用热塑性泡沫片材，它确保根据此方法制造的开放式缓冲材料的包装且保护功能。泡沫材料不适合制造用于在高电压应用中使用的绝缘间隔件。
技术实现思路
如专利权利要求中描述的那样，本专利技术的目标是详细说明一种用于以省时且节约成本的方式制造用于HV构件的穿孔片状高电压绝缘间隔件的方法，以及提供包括根据此方法制造的间隔件的HV构件。本专利技术提供一种用于制造HV构件的穿孔片状高电压绝缘间隔件的方法，HV构件包括场分级冷凝器核心，其具有以螺旋形式围绕轴线而缠绕的间隔件、插入间隔件的连续绕组之间的导电层，以及渗透间隔件且埋置间隔件和层的聚合基质。在根据本专利技术的方法中，电绝缘条带沿运行方向移动，成图案的平行延伸切割线插入到条带中，并且带图案的条带相对于切割线成直角地扩张，以便形成具有穿孔三维网格结构的间隔件。这里“成直角地扩张”表示允许形成穿孔三维网格结构的扩张，并且因而还包括与直角稍微有所偏离的角，而且可在80°和100°之间变化。根据本专利技术的方法允许以简单且经济的方式制造用于高电压构件的冷凝器核心的间隔件，因为可按可靠且可重复的方式执行主要步骤，例如以平行延伸切割线插入图案，以及使带图案的条带相对于切割线成直角地扩张。切割条带和使切割的条带扩张的联合作用允许形成具有多个大小的间隔件，所述大小超过按照制造参数，特别是按照图案的构造和扩张幅度的条带的大小。大规模制造的商品材料(诸如基于PET箔的条带)可用作在RIS技术中使用的间隔件的原材料。这种材料可非常地轻易地切割和扩张，并且基本在RIS技术中降低HV电压构件的制造成本，特别是HV衬套的制造成本。在RIP技术中，扁平牛皮纸变压器绝缘纸可用作间隔件的原材料。相对于在制造HV构件(HV衬套)中常用的绉纸，这提供显著的成本优点。在各种情况下，间隔件的材料可构造成经受住至少2kV/mm的电场中形成的局部放电。在根据本专利技术的方法的优选的第一实施例中，可平行于条带的运行方向引入切割线。方法的这个实施例允许仅使用宽度较小的条带来生产不同宽度的间隔件，并且因而还允许仅使用宽度小于冷凝器核心的长度的条带来生产具有不同长度的冷凝器核心的高电压构件。这有利于卓越地生产高电压构件且显著降低生产成本。此外，避免了连结宽度小的两个或更多个单独间隔件的区域。关于高电压构件的机械和介电属性，这样的区域对于仅使用一个间隔件的那些来说是较差的。因而，根据本专利技术的高电压构件包括高可靠性。此外，在制造期间，用两个或更多个不同的间隔件制做出合适的间隔件所引起的废品率降低。为了有利于在根据本专利技术的制造过程的第一实施例中使条带扩张，第一多个这些切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造高电压构件的穿孔的片状高电压绝缘间隔件(2)的方法，所述高电压构件包括场分级冷凝器核心，其具有以螺旋形式围绕轴线(A)而缠绕的所述间隔件、插入在所述间隔件的连续绕组之间的导电层(3)，以及渗透所述间隔件并且埋置所述间隔件和所述层的聚合基质，其特征在于，电绝缘条带(20)沿运行方向(R)移动，成图案(P)的平行延伸切割线(21，22)插入到所述条带中，以及带图案的条带相对于切割线(21，22)成直角扩张，以便形成具有穿孔三维网格结构(LS)的间隔件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.14 EP 14164603.41.一种用于制造高电压构件的穿孔的片状高电压绝缘间隔件(2)的方法，所述高电压构件包括场分级冷凝器核心，其具有以螺旋形式围绕轴线(A)而缠绕的所述间隔件、插入在所述间隔件的连续绕组之间的导电层(3)，以及渗透所述间隔件并且埋置所述间隔件和所述层的聚合基质，其特征在于，电绝缘条带(20)沿运行方向(R)移动，成图案(P)的平行延伸切割线(21，22)插入到所述条带中，以及带图案的条带相对于切割线(21，22)成直角扩张，以便形成具有穿孔三维网格结构(LS)的间隔件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间隔件(2)的材料构造成经受住在至少2kV/mm的电场中形成的局部放电。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述切割线(21，22)平行于所述条带(20)的运行方向(R)而插入。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述切割线(21，22)中的第一多个切割线(21)相对于所述条带(20)的运行方向(R)一行一行地插入，并且形成第一图案行(L1,L2,L3,…)，其中，所述第一图案行(L1,L2,L3,…)中的任一个的切割线(21)均匀地间隔开。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切割线(21，22)中的第二多个切割线(22)相对于所述条带(20)的运行方向(R)一行一行地插入，并且形成第二图案行(L1',L2',L3',…)，其中，所述第二图案行(L1',L2',L3',…)中的任一个(L1')布置在两个连结的第一图案行(L1,L2)之间，其中，所述第二图案行(L1',L2',L3',…)中的任一个的切割线(22)均匀地间隔开，以及其中，所述切割线(22)中的第二多个切割线中的至少一个切割线(22(L2'))布置在两个连结的第一图案行(L2,L3)中的各个的两个相邻切割线(21(L2)；21(L3))之间。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述切割线(21，22)相对于所述条带(20)的运行方向(R)成直角地插入。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述切割线(21，22)中的第一多个切割线(21)相对于所述条带(20)的运行方向(R)一列一列地插入，并且形成第一图案列(C1,C2,C3,…)，其中，所述第一图案列(C1,C2,C3,…)中的任一个的切割线(21)均匀地间隔开。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第二多个(22)所述切割线(21，22)相对于所述条带(20)的运行方向(R)一列一列地插入，并且形成第二图案列(C1',C2',C3',…)，其中，所述第二图案列(C1',C2',C3',…)中的任一个(C1')布置在两个连结的第一图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：J茨泽维斯基，A戴斯，U克鲁伊斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH