导体支撑绝缘盘以及包括该盘的电组件制造技术

本发明专利技术涉及处于与壳体（１）的电势不同的电势的高或中压电导体（６，７）的支撑件，电导体（６，７）由采用热塑性聚酯制成的盘状部件（４，５）支撑，热塑性聚酯例如是聚乙烯对苯二酸酯。盘（４和５）提供了良好的绝缘性，由于它们相当低的介电常数而没有很大地干扰围绕导体的电场。此外，它们也可以在ＳＦ↓［６］的气体环境下兼容使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个方面涉及用于支撑中或高压电设备的电导体的绝缘盘，以及另一方面涉及包括该盘的电组件。各种高或中压电设备是已知的，例如电缆或隔离开关，其中具有特定电势的导体必须由设备的另一部分支撑，例如由于绝缘件的插入而具有不同电势的壳体。不同的形状和许多不同的材料已经用于产生这种绝缘件。所有公知的方案存在不适和缺点。一些材料不能被加工，因此绝缘支撑件必须利用诸如模制等昂贵的技术制造；在现有技术中提出的一些绝缘件的形状复杂，使得它们的制造成本更贵并且使它们的组装变得复杂；并且最后不是所有的材料都是气密性的，这意味着当绝缘件也需要分隔两个不同的腔室时它们不能被使用。像隔离开关这样的开关装置对这个领域中遇到的电气绝缘和机械强度的持续需求加重，由于连续连接和断开而使得电气负载更加严重，其在80℃等级的高温下工作；以及特别是在诸如六氟化硫SF6的一些特定气体下，在这种类型的设备中产生电弧，分解生成腐蚀的产物，包括侵蚀一些绝缘件的氢氟酸。在工程学中，这种类型的设备通常被称为GIS(气体绝缘开关装置)，或气密性变电站。所有的这些需求非常难以符合。因此，在此考虑的绝缘件的现有技术包括不同类型的盘，该盘由在同心层中包括不同材料的薄片结构组成，其提供一些电特性但不是气密性的，并且需要复杂且昂贵的制造过程。机械强度和抗腐蚀性需求也不总是得到满足。文献EP0588359A和DE3906553A描述了环氧树脂或硅树脂盘。这些材料在高温下和在腐蚀气氛下保持良好的机械强度，但它们的模制所需的制造也是昂贵的，并且带来容易出现电弧的表面缺陷。因此，盘必须由实现绝缘的层或起相同作用的屏蔽件覆盖，这在它们不具备必要的抗腐蚀下甚至还是增加了制造成本。热塑性聚合物也用于产生绝缘件文献EP1039609A描述了一种设计用于电缆且没有任何开关装置的固体聚乙烯或聚丙烯绝缘盘，其中在没有任何开关电弧的情况下没有由SF6分解产物产生的腐蚀，以及其中比在隔离开关和类似的活动开关装置中更低的温度没有相应地降低绝缘件的机械强度。本专利技术涉及呈盘状的上述类型的绝缘设备，其安装在诸如壳体的部件上，同时用作处于与壳体的电势不同的电势的电导体的支撑，其特征在于它是由热塑性聚酯制成。这种材料显然从来没有用于在此涉及的绝缘件。它具有现有技术中使用的其他材料所没有的所有特性它能够容易地由厚板开始加工，或它能够挤压成形而不是模制成形，从而经济地加工，它具有相对低的介电常数，它能够气密性组装并且抵制通常在隔离开关壳体中使用的气体的侵蚀。它的结构是均匀的，没有空隙和夹杂物，这使得它具有可靠性同时消除在一些环氧树脂情况下的局部放电和通常由模制缺陷导致的表面轨迹。因此，盘可以设置在壳体的开口上，而没有任何具体的预防措施以及没有由于干扰电场而影响开关装置的操作。它能够容易地利用传统的机床由厚板开始加工，并且它能够设置有具体的配置，例如便于其与支撑在其上的导体组装或连接。聚酯已经公知了十来年。它们没有用于本申请的情况可以这样解释，热塑性聚合物的硬度不够，当它们被加热时过度热膨胀，以及它们对于氢氟酸的侵蚀可能敏感。事实上发现，在实际中遇到的化学腐蚀下聚酯保持完好，它们的热膨胀是可以接受的，并且即使在大约80℃它们也保持合适的机械强度发现，本专利技术预计的聚酯的在20℃时等于85MPa的损坏阻力(resistance to failure)在80℃时仍然是45MPa，并且在20℃时等于3200MPa的弹性模量在80℃时减半，这高于该材料在75℃时的玻璃转变温度。注意，聚乙烯和聚丙烯的机械特性对于本申请是不够的。具体地，聚乙烯的弹性模量在20℃时是750MPa的等级，而聚丙烯是1000MPa，这导致电开关装置不可接受的厚度。进一步地，这些材料的线性膨胀系数接近聚酯的两倍，使得难以在气密性应用中使用它们。最后，通过在3.5巴的压力下在包含0.1％(体积)气态氢氟酸的气体中人为的1000h老化试验，聚酯盘的每单元面积的电阻率、介电常数和介电强度没有改变。存在几种类型的热塑性聚酯。例如，优选地，将使用具有小于4.0的相对介电常数的聚酯(在例如50Hz的考虑电流频率下)。优选的是半晶质热塑性聚酯。这种材料可以由无机填料加强，优选地从下列材料中选择硅石，矾土，玻璃球，玻璃纤维，云母，滑石，硅酸盐类纳米填料，用于在玻璃转变温度之上的情况下使用。在所有方面都特别有利的一种聚酯是聚乙烯对苯二酸酯(PET-P)，化学结构式是(C8O4H8)n。结晶率在25％至60％范围内，玻璃转变温度在从70℃至100℃的范围内，晶相融化温度在230℃至270℃的范围内，是用于本申请的最好的PET-P材料的典型特性。使用的材料没有润滑剂。电气设备通常在高温下工作。必须采用预防措施防止聚酯的相对高的热膨胀的后果，尤其是实现良好的密封。在本专利技术的一个具体实施例中，盘包括外围钻孔，其中从盘伸出的金属管被压力装配的长度比盘的厚度大至少0.5％。将看到这种设置即使在高的且可变的温度下如何帮助保持密封。盘还可以设置有金属环，该金属环围绕盘并且以比盘的厚度大至少0.5％的宽度从盘突出。为了降低热塑性聚酯的温度，或者为了增加导体的可允许温度，还可以将热屏蔽件增加到电导体和绝缘盘之间的接触面。围绕导体的热屏蔽件由在高温和低导热率下稳定的材料形成，并且能够根据导体的温度从陶瓷、热固性树脂或高温热塑性塑料和合成材料中选择。热屏蔽件具有管状形状，并且热屏蔽件外侧上的粗糙度或图案可以适于增加热屏蔽件和盘之间的粘合，或者使组装方便，例如通过螺纹，花键，胶粘连接或其他的方式。例如，热屏蔽件可以被卡住，或者热屏蔽件和盘可以通过燕尾槽组装。热屏蔽环的厚度根据导体的温度和选择的热屏蔽材料的性质从1mm至30mm变化，并且它的长度与盘的厚度相同。如果高机械应力施加到绝缘盘，例如如果跨过绝缘盘施加高压力差，则导体和绝缘盘之间的连接可以通过使用金属插入件加强，该插入件在导体和绝缘件之间形成牢固的连接。金属插入件是管状形状的，插入件外侧上的粗糙度或图案可以适于增加插入件和盘之间的粘合，或者使组装方便，例如通过螺纹，花键，胶粘连接或其他的方式。例如，金属插入件可以被卡住，或者金属插入件和盘可以通过燕尾槽组装。金属插入环的厚度根据选择的连接的几何结构从1mm至30mm变化，并且它的长度几乎等于盘的厚度。为了增加绝缘盘对诸如SF6的腐蚀气体的分解产物的抵制力，合适的清漆可以应用到绝缘盘的表面；可以推荐接近30μm厚度涂层的脂族聚氨酯清漆。一个例子是FARBA V50，其可以由刷子或漆滚筒实施，或者它可以在压力下散布，并且干燥4个小时。包括绝缘盘和导体的电组件包括设置在盘表面上以增加局部放电的点火电压的导体电极。推荐在电极和盘之间应该插入一装置，以增加与电极的距离，并且进一步地增加点火电压。电极由围绕导体的肩部支撑。盘可以包括至少一个径向钻孔，其中导体设置在该钻孔内基本上与支撑部件或接地相同的电位。该导体可以是直接连接或通过测量装置连接的接地导体。由于聚酯的良好的可加工性能，钻孔、槽等可以形成在盘中。本专利技术的这些方面和其他方面将参考下列附图进行更详细的描述—附图说明图1示出了根据本专利技术的包括两个盘的电气隔离开关的全视图；—图2和3是图1的放大图；—图4是所述盘的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由热塑性材料制成用于中或高压电气设备的电绝缘盘（４，５），包括分配给支撑至少一个电导体（６，７）的区域，以及分配给支撑在处于与导体的电势不同的电势的诸如壳体的部件（１）上的区域，其特征在于，所述热塑性材料是聚酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-10-4 04522451.一种由热塑性材料制成用于中或高压电气设备的电绝缘盘(4，5)，包括分配给支撑至少一个电导体(6，7)的区域，以及分配给支撑在处于与导体的电势不同的电势的诸如壳体的部件(1)上的区域，其特征在于，所述热塑性材料是聚酯。2.根据权利要求1的绝缘盘，其特征在于，所述聚酯具有小于4.0的相对介电常数。3.根据权利要求1的绝缘盘，其特征在于，所述聚酯是聚乙烯对苯二酸酯。4.根据权利要求1至3中任意一项的绝缘盘，其特征在于，其基本上是平的。5.根据权利要求4的绝缘盘，其特征在于，其具有小于10的直径-厚度比。6.根据权利要求1至5中任意一项的绝缘盘，其特征在于，其包括外围钻孔(22)，伸出所述盘的金属管(23)被压力装配在所述钻孔中，金属管(23)的长度比盘的厚度大至少0.5％。7.根据权利要求1至5中任意一项的绝缘盘，其特征在于，其与金属环(35)配合，该金属环围绕所述盘并且以比盘的厚度大至少0.5％的宽度从盘伸出。8.根据权利要求3的绝缘盘，其特征在于，所述聚乙烯对苯二酸酯是半晶质，没有润滑剂，结晶度在25％至50％的范围内。9.根据权利要求8的绝缘盘，其特征在于，所述聚乙烯对苯二酸酯由无机填料加强。10.根据权利要求9的绝缘盘，其特征在于，所述无机填料从下列材料中选择硅石，矾土，玻璃球，玻璃纤维，云母，滑石，硅酸盐类纳米填料。11.根据上述权利要求中任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：H希尔特布龙纳，G帕尔米耶里，K波林克，C恰内恩，JL贝塞德，Y基弗尔，
申请(专利权)人：阿雷瓦TD公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]