用于真空开关管的陶瓷绝缘子制造技术

本发明专利技术涉及用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其中陶瓷绝缘子(10)沿纵向延伸部(20)延伸并且在该纵向延伸部(20)中形成空腔(15)，其中空腔(15)在纵向延伸部(20)的第一侧(30)处具有第一开口(31)以及在纵向延伸部(20)的第二侧(32)处具有第二开口(33)，所述开口适合地通过适合的连接器件(40)气密地封闭并且其中封闭的第一开口(35)适合将至少一个固定触头(38)引入空腔(15)中，并且封闭的第二开口(37)适合将至少一个运动触头(37)引入空腔(15)，其中陶瓷绝缘子(10)在空腔(15)的内侧具有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子(10)的纵向延伸部(20)延伸的、导电的放电路径断路器(12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于真空开关管的陶瓷绝缘子本专利技术涉及用于真空开关管的陶瓷绝缘子、具有相应陶瓷绝缘子的真空开关管和用于制造陶瓷绝缘子的方法。现有技术中已知真空开关，该真空开关具有作为绝缘子的瓷管，该瓷管在其端部处被真空密封地封闭并且在其端部处分别将运动触头或固定触头从外部引入真空管中。但这些陶瓷的技术可用性由于沿绝缘子的放电结构特别地在真空侧受到限制。该放电结构在真空中受由场发射的电子造成的吸附的气体层的解吸作用的控制。在此，介电强度(击穿场强)沿表面不与绝缘子长度D成比例，而是仅与D-0.5成正比。这导致，尤其对于高和非常高的电压，尤其超过100KV来说，越来越难实现在例如真空开关管中所需的介电强度。因为在单件式绝缘子中这样击穿场强随着增大的长度而减小，因而单独绝缘子的延长不会导致高的介电强度，就如同在雷电冲击电压例如650KV下用在技术和成本方面合理的耗费才能实现的那样。除了单独的长的绝缘子的较高的成本和受限的介电强度外，长的真空管的运动触头的大的运动质量以及相应需要的高的驱动能也是缺点。现有技术中该技术问题通过分段的绝缘体实现，其中较短的绝缘子分别通过金属结构体连接，其伸入真空区域并因此中断放电路径。放电结构因此被限制。因为较大数量的连接部位和单个陶瓷，从而这种管子的成本相对较高。现在本专利技术所要解决的技术问题是，提供用于真空管的陶瓷绝缘子，其制造成本更低并且消除了现有技术中的缺点。该技术问题通过独立权利要求1和独立权利要求14和引用它们的各项权利要求来解决。根据本专利技术的用于真空开关管的陶瓷绝缘子在此由陶瓷绝缘子形成，其沿纵向延伸部(沿纵向延伸方向)延伸并且在该纵向延伸部中(沿该纵向延伸方向)具有空腔。空腔在纵向延伸部的第一侧具有第一开口以及在纵向延伸部的第二侧具有第二开口。第一开口和第二开口适合用于(合适地)通过适合的连接器件气密地封闭。封闭的第一开口适合用于将至少一个固定触头引入空腔，以及封闭的第二开口适合用于将至少一个运动触头引入空腔。陶瓷绝缘子还在空腔的内侧具有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子的纵向延伸部延伸的、导电的放电路径断路器。有利的是，导电的放电路径断路器垂直于陶瓷绝缘子的纵向延伸部形成闭合的路径，即闭合的结构，尤其是环形结构。适合气密地封闭陶瓷绝缘子的连接器件在现有技术中充分已知并且例如也称作套管。特别地已知折叠套管或波纹套管以便将运动触头真空密封地引入真空中。优选的是，陶瓷绝缘子的陶瓷一体式地构造。在进一步设计，即由两部分组成的或多部分组成的设计方案中，除了一个或多个导电的放电路径断路器外还可以设置如现有技术已知的金属屏蔽件和/或金属结构。因此为了大大提高介电强度还可行的是，使用由多部分组成的通过金属结构中断的陶瓷绝缘子并且将其与导电的放电路径断路器组合。还优选如下的陶瓷绝缘子，其中一个或多个导电的放电路径断路器由金属和/或金属-金属氧化物-混合物(也已知为金属陶瓷)和/或半导体形成，其也理解为导电的半金属化合物，如金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、金属硼化物。还优选的是，陶瓷绝缘子具有柱体形状，尤其是空心柱体形状。还优选的是，一个或多个导电的放电路径断路器借助金属化通过溅射法或蒸镀(气相沉积)形成。同样适合的是根据现有技术的其他方法例如从液相或气相的化学沉积、冷气体或等离子体喷涂或厚涂层方法如刮刀涂布(aufrakeln)、粘贴(胶粘粘合)或印刷以及接着煅烧(烘烤)适合的物质。进一步优选地，一个或多个导电的放电路径断路器还具有附加的其他金属化部(被敷金属、金属镀层，Metallisierung)并因此材料特性、特别地在电气特性和机械特性方面被优化。还优选的是，附加的其他金属化部借助电镀法和/或溅射法和/或蒸镀产生。还优选的是，在陶瓷绝缘子的空腔中设有一个或多个垂直于纵向延伸部(纵向延伸方向)，即沿陶瓷绝缘子的周向延伸的金属化部，在该金属化部上固定一个或多个导电的放电路径断路器。还优选的是，一个或多个导电的放电路径断路器具有环形的和/或凸缘状结构。还优选的是，在多个导电的放电路径断路器之间的距离在5mm和50mm之间，优选地在10mm和20mm之间。还优选的是，多个导电的放电路径断路器彼此间具有距离并且导电的放电路径断路器在纵向延伸部的方向上的延伸量(延伸尺寸)为在放电路径断路器之间的在纵向延伸部的方向上的距离的5％至30％。还进一步优选的是，导电的放电路径断路器在纵向延伸部的方向上的延伸尺寸为在放电路径断路器之间的在纵向延伸部的方向上的距离的5％至30％，优选10％至20％。还优选的是，陶瓷绝缘子也在外侧，即并未布置在真空中的一侧具有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子的纵向延伸部延伸的、导电的放电路径断路器。尤其优选的是，位于外侧的导电的放电路径断路器具有多个或所有之前针对布置在空腔中的导电的放电路径断路器提及的特性。还优选具有根据前述设计方案的陶瓷绝缘子的真空开关管。还优选用于制造真空开关管的陶瓷绝缘子的方法，其中陶瓷绝缘子具有沿纵向延伸部延伸的基体，该基体在所述纵向延伸部中形成空腔15。在此，空腔15在纵向延伸部的第一侧处具有第一开口以及在纵向延伸部的第二侧处具有第二开口，其适合用于通过适合的连接器件气密地封闭。在此，封闭的第一开口适合用于将至少一个固定触头引入空腔以及封闭的第二开口适合用于将至少一个运动触头引入空腔。在陶瓷绝缘子的空腔的内侧，借助溅射法和/或蒸镀或比较适合的方法形成一个或多个垂直于陶瓷绝缘子的纵向延伸部延伸的金属结构体，并且或者将这些结构体直接用作导电的放电路径断路器或者将导电的放电路径断路器施加到这些结构体上。连接器件也称作套管。对于运动触头来说，尤其是，但不仅仅考虑折叠管或波纹管。进一步优选的是，借助电镀法和/或化学沉积方法和/或机械方法，例如印刷、刮刀涂布和/或溅射和/或蒸镀在这些结构体上形成导电的放电路径断路器，和/或借助焊接将金属元件、优选地金属环形元件固定在这些结构体上作为导电的放电路径断路器。下面根据附图阐述本专利技术。图1:具有较低电气强度(介电强度)的一体式长绝缘子的示意图；图2:现有技术中的用于中断沿绝缘子的表面的电弧(飞弧)的由多部分组成的绝缘子的示意图；图3:在390KV雷电冲击电压下随着绝缘子分段的分段长度变化的绝缘子分段的数量的曲线图；图4:在650KV雷电冲击电压下随着绝缘子分段的长度变化的绝缘子总长的曲线图；图5:具有导电的放电路径断路器的根据本专利技术的陶瓷绝缘子的示意图；图6:包括具有导电的放电路径断路器的根据本专利技术的陶瓷绝缘子的真空开关管。图1示例性地且示意性地示出真空管的长的单件式绝缘子5，该真空管具有真空侧2和气体侧或外侧3。在高的电压下，沿绝缘子的表面5在真空侧2产生击穿路径4。击穿路径在真空中受由场发射的电子造成的吸附的气体层的解吸作用的控制。图2示出由多部分组成的绝缘子6，其中绝缘子6的单独的绝缘子分段被金属的场控制元件7中断并且金属的场控制元件至少在真空侧2伸入真空中以保证击穿路径的中断。图3是随着以毫米计的用于绝缘390KV雷电冲击电压的绝缘子分段的分段长度X1变化的绝缘子分段的总数Y1的曲线图。因此示出的绝缘390KV雷电冲击电压最少所需的陶瓷绝缘子分段的数量作为分段长度的函数。因此，对于用单个陶瓷的解决方案需要约700m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其中陶瓷绝缘子(10)沿纵向延伸部(20)延伸并且在该纵向延伸部(20)中形成空腔(15)，其中空腔(15)在纵向延伸部(20)的第一侧(30)处具有第一开口(31)以及在纵向延伸部(20)的第二侧(32)处具有第二开口(33)，所述开口适合用于通过适合的连接器件(40)气密地封闭并且其中封闭的第一开口(35)适合用于将至少一个固定触头(38)引入空腔(15)中，以及封闭的第二开口(37)适合用于将至少一个运动触头(37)引入空腔(15)中，其特征在于，陶瓷绝缘子(10)在空腔(15)的内侧具有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子(10)的纵向延伸部(20)延伸的、导电的放电路径断路器(12)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.09 DE 102016214755.21.用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其中陶瓷绝缘子(10)沿纵向延伸部(20)延伸并且在该纵向延伸部(20)中形成空腔(15)，其中空腔(15)在纵向延伸部(20)的第一侧(30)处具有第一开口(31)以及在纵向延伸部(20)的第二侧(32)处具有第二开口(33)，所述开口适合用于通过适合的连接器件(40)气密地封闭并且其中封闭的第一开口(35)适合用于将至少一个固定触头(38)引入空腔(15)中，以及封闭的第二开口(37)适合用于将至少一个运动触头(37)引入空腔(15)中，其特征在于，陶瓷绝缘子(10)在空腔(15)的内侧具有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子(10)的纵向延伸部(20)延伸的、导电的放电路径断路器(12)。2.根据权利要求1所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，陶瓷绝缘子(10)的陶瓷一体式地构造。3.根据权利要求1或2所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，一个或多个导电的放电路径断路器(12)由金属和/或金属陶瓷和/或半导体形成。4.根据前述权利要求之一所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，陶瓷绝缘子(10)具有柱体形状。5.根据前述权利要求之一所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，一个或多个导电的放电路径断路器(12)借助金属化方法和/或喷射法和/或化学沉积法和/或印制法和/或溅射和/或蒸镀形成。6.根据权利要求5所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，一个或多个导电的放电路径断路器(12)还具有附加的其他金属化部。7.根据权利要求6所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，附加的其他金属化部借助电镀法和/或化学沉积法和/或印制法和/或溅射法和/或蒸镀产生。8.根据权利要求1至4之一所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(10)，其特征在于，在陶瓷绝缘子(10)的空腔(15)中设有一个或多个垂直于陶瓷绝缘子(10)的纵向延伸部(20)延伸的金属化部，在所述金属化部上固定一个或多个导电的放电路径断路器(12)。9.根据前述权利要求之一所述的用于真空开关管(1)的陶瓷绝缘子(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：F格拉斯科夫斯基，W哈特曼，S科斯，A拉瓦尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE