圍鑄的斷路器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造斷路器的方法，其特征在于，真空滅弧室（1）在周面上利用由軟的澆鑄材料構(gòu)成的保護(hù)層（7）包裹，該保護(hù)層借助于消失模（5）制造，從而真空滅弧室（1）、用于真空滅弧室的軟的保護(hù)層（7）以及消失模（5）在化學(xué)交聯(lián)之后構(gòu)成一個(gè)單元，并且該單元與電的連接導(dǎo)體（2）和與接觸配件在一個(gè)進(jìn)一步的制造步驟中利用環(huán)氧樹脂（4）在金屬模具中澆鑄成斷路器。
【專利說明】圍鑄的斷路器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無油的斷路器或相位開關(guān)及其有利的制造方法。這種斷路器或相位開關(guān)例如在中壓能量傳輸網(wǎng)的開關(guān)設(shè)備中應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器越來越以干式構(gòu)造方式進(jìn)行制造。斷路器由包含開關(guān)觸點(diǎn)的真空滅弧室以及連接在其上的、用于通向連接觸點(diǎn)的輸入管路和排出管路的金屬導(dǎo)體構(gòu)成。在真空滅弧室中的開關(guān)觸點(diǎn)的操作經(jīng)由絕緣的操作桿實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)為了絕緣而利用澆鑄樹脂、例如利用環(huán)氧樹脂圍鑄，從而提供一種緊湊的開關(guān)單元。
[0003]在制造斷路器時(shí)特別是在真空滅弧室的圍鑄時(shí)出現(xiàn)多個(gè)問題，其對(duì)于產(chǎn)品廢品率和對(duì)于工作安全性具有影響:
[0004]-陶瓷的真空滅弧室必須一方面被保護(hù)成免受機(jī)械應(yīng)力，使得真空滅弧室在制造時(shí)和在運(yùn)行中不會(huì)折斷或撕裂。
[0005]-在真空滅弧室圍鑄時(shí)由于環(huán)氧樹脂的放熱的硬化而出現(xiàn)反應(yīng)收縮，其產(chǎn)生附加的作用在真空滅弧室上的機(jī)械應(yīng)力。
[0006]-該問題通過真空滅弧室的陶瓷材料和包裹的環(huán)氧樹脂的材料的不同的熱膨脹系統(tǒng)而加大。因此在運(yùn)行情況下機(jī)械應(yīng)力持續(xù)地作用在真空滅弧室和澆鑄材料的邊界面上。它們特別是在溫度變換時(shí)是缺陷的潛在原因，斷路器在其整個(gè)運(yùn)行施加中持續(xù)地受到這種溫度變換的影響。
[0007]-由于圍鑄材料部分或完全從真空滅弧室上剝離而產(chǎn)生空腔，其可能引起局部放電。
[0008]-根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，缺陷位置主要出現(xiàn)在圓柱形的周面上，而不是出現(xiàn)在圓形面上。
[0009]-上述的缺陷是不可修復(fù)的并且導(dǎo)致高的廢品率。
[0010]上述的問題是已知的并且通過在實(shí)際的環(huán)氧樹脂圍鑄之前給真空滅弧室包裹一種軟的彈性的硅樹脂而消除。真空滅弧室利用硅樹脂的包裹在一個(gè)單獨(dú)的模具中通過澆鑄在一個(gè)之前的工序中形成。對(duì)于該解決方案，然而仍需要在真空滅弧室和硅樹脂之間涂底漆或增附劑(在真空滅弧室的硅樹脂澆鑄之前)，而且在真空滅弧室的硅樹脂澆鑄之后特別是在硅樹脂圍鑄體和最終的環(huán)氧樹脂圍鑄體之間涂底漆或增附劑，以制造斷路器。環(huán)氧樹月旨、聚氨酯或硅樹脂在業(yè)已硬化的硅樹脂表面上的粘附是極差的，從而增附劑是必然需要的。此外為了改善附著而涂覆到業(yè)已硬化的硅樹脂層上的底漆僅僅在其涂覆之后和利用環(huán)氧樹脂的最后圍鑄之前的非常窄的時(shí)間段內(nèi)發(fā)揮其最佳粘附特性。
[0011]必要時(shí)所需要的熱處理進(jìn)一步減小了過程窗，這種熱處理用于在所需要的在規(guī)定時(shí)間內(nèi)精確維持溫度制度和空氣濕氣波動(dòng)的情況下干燥涂覆在硅樹脂層上的底漆。這樣被預(yù)先處理的部件必須及時(shí)(即非過早或過晚)被提供用于最終的圍鑄。
[0012]操縱這樣預(yù)處理的真空滅弧室是困難的，因?yàn)楸砻鎽?yīng)該是粘乎乎的并且不應(yīng)當(dāng)被觸摸。污物和通過操縱引起的手汗可能顯著損害硅樹脂包裹層上的粘附層的質(zhì)量。[0013]因此，在實(shí)際的制造過程中難以確保軟的彈性的硅樹脂層在包裹的環(huán)氧樹脂上的無缺陷的粘附特性。
[0014]由DE102004047276B4和EP2407989A1已知圍鑄的斷路器及其制造。
[0015]根據(jù)EP2407989A1，首先外部的環(huán)氧樹脂層作為空心體制造(絕緣材料殼體)并且而后將各部件完全組裝地安裝到該空心體中，并且而后利用硅樹脂澆鑄空隙。根據(jù)DE102004047276B4，同樣首先制造環(huán)氧樹脂層，而后插入構(gòu)件并且利用彈性的軟墊填充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的因此在于利用彈性的軟的保護(hù)層包裹真空滅弧室，并且同時(shí)可以在寬的過程窗中實(shí)現(xiàn)形成造型的外部的環(huán)氧樹脂圍鑄體在受保護(hù)的真空滅弧室上的可靠粘附，并且可以實(shí)現(xiàn)利用底漆處理的受保護(hù)的真空滅弧室的可實(shí)行的操縱，其中表面理想地受保護(hù)防止觸摸。
[0017]該目的根據(jù)本發(fā)明通過在權(quán)利要求1中的特征達(dá)到。這種新的設(shè)計(jì)使得可以將真空滅弧管借助于消失模和所有其它的構(gòu)件作為整體組裝地安裝到APG模具中并且而后才利用環(huán)氧樹脂層圍鑄(絕緣材料殼體)。這使得可以實(shí)現(xiàn)，在真空滅弧室和軟墊連接時(shí)在鑄造之前識(shí)別出缺陷位置并進(jìn)行糾正。消失?？梢詫?shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂在金屬模具中的直接圍鑄，而無需麻煩的預(yù)處理或使用底漆。因此可以完全消除廢品、縮短了整個(gè)流程并且獲得較快的循環(huán)時(shí)間，這又顯著降低了費(fèi)用。
[0018]本發(fā)明的其它的特征和設(shè)計(jì)可以由從屬權(quán)利要求和下面的【專利附圖】

【附圖說明】得出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出斷路器的原理性構(gòu)造。借助于圖2闡述根據(jù)本發(fā)明的用于制造斷路器的方案。圖3示出斷路器在真空滅弧室區(qū)域內(nèi)的剖面圖，并且圖4示出真空滅弧室的一個(gè)特別有利的單元。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更好地闡述，圖1示出斷路器的原理性構(gòu)造，其制成有圍鑄的真空滅弧室。
[0021]預(yù)處理的、大多為陶瓷的真空滅弧室I (其包含開關(guān)觸點(diǎn))與金屬的輸入管路和排出管路2連接或接觸。(真空滅弧室如之前所述在一個(gè)單獨(dú)的之前的制造過程中利用軟的彈性的層7包裹并且被保護(hù)成免受機(jī)械應(yīng)力的影響。這樣的材料的優(yōu)選的硬度為在A15和D90之間的肖氏硬度)。在真空滅弧室中的大多被彈簧加載的開關(guān)觸點(diǎn)的操作經(jīng)由絕緣的操作桿3實(shí)現(xiàn)。包裹的環(huán)氧樹脂材料4允許各元件的相互固定并且確定斷路器的外部形狀。
[0022]形成造型的第二圍鑄在金屬的模具中實(shí)現(xiàn)，其中導(dǎo)體、真空滅弧室和連接電極借助于相應(yīng)的裝置固定在鑄模中?？涨唤柚阼T芯提供。圍鑄大多以自動(dòng)壓力凝膠成型工藝或真空鑄造方法在80°C和150°C之間的溫度下實(shí)現(xiàn)。模具利用澆鑄材料填充，直至澆鑄材料在模具中膠化。斷路器而后從模具中取出并且大多在一個(gè)單獨(dú)的爐子中后續(xù)硬化。
[0023]借助于圖2應(yīng)當(dāng)闡述根據(jù)本發(fā)明的用于制造斷路器的方案。
[0024]根據(jù)圖2，真空滅弧室I在消失模5中利用軟的澆鑄材料7圍鑄。消失模5是熱塑性塑料(例如聚酰胺或PBT)制成的圓柱形的管。管也可以由環(huán)氧樹脂或聚氨酯鑄造而成。模具向下的密封通過硅樹脂板實(shí)現(xiàn)，其可選地具有相應(yīng)的相對(duì)于圓柱體5的密封件。給圓柱形的管5加設(shè)底板和真空滅弧室1，而后模具5利用軟的聚氨酯或硅樹脂填充直至上棱邊。這樣的材料的優(yōu)選的硬度具有在A15和D90之間的肖氏硬度。優(yōu)選使用由硅樹脂或聚氨酯構(gòu)成的冷硬化的多組分澆鑄系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的工藝。
[0025]具有高強(qiáng)度的包裹的形成造型的環(huán)氧樹脂4允許各元件之間的相互固定并且確定斷路器的外部形狀。鑄造的環(huán)氧樹脂材料4可以是脂肪族的、脂環(huán)族的、耐紫外線的、憎水的、抗沖擊改性的和阻燃的，對(duì)于一些特殊情況也可以使用熱硬化的具有類似特性的聚氨酯。
[0026]澆鑄優(yōu)選在真空下進(jìn)行，然而在預(yù)先抽真空的澆鑄材料的情況下然而也可以在大氣下進(jìn)行，并且特別有利地利用冷硬化的澆鑄材料實(shí)施。相對(duì)于真空滅弧室的接觸位置的密封通過密封元件6實(shí)現(xiàn)。同樣，一個(gè)頂蓋元件可以對(duì)密封元件7在上側(cè)定位。這阻止軟的澆鑄材料可能滲入到真空滅弧室中或者電觸點(diǎn)在澆鑄時(shí)受到污染。在澆鑄材料的時(shí)效硬化之后，出現(xiàn)一種緊湊的便利的單元。圓柱形的管5的外表面可以被簡單地清潔和/或噴砂，以為了最終的外部的環(huán)氧樹脂澆鑄?？梢耘懦ㄟ^手汗一一如在用于硅樹脂的增附劑的情況下一一帶來的粘附性損害。
[0027]消失模5在各端部上優(yōu)選設(shè)計(jì)成倒圓的，以便避免在接下來的環(huán)氧樹脂圍鑄(即包圍鑄造)時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。
[0028]圖4示出受保護(hù)的真空滅弧室的一個(gè)特別有利的單元。底部元件和頂蓋元件8和9可以實(shí)現(xiàn)包裹件7相對(duì)于周圍環(huán)境的可靠的防觸摸的封閉。頂蓋元件9具有用于引入保護(hù)層7的鉆孔10并且配備排氣孔11以實(shí)現(xiàn)無氣泡的澆鑄。元件8和9在朝向消失模的圓柱體5的過渡部位上有利地倒圓。
[0029]在澆鑄之前，真空滅弧室以及消失模5的內(nèi)側(cè)可以利用增附劑處理。在實(shí)踐中然而已經(jīng)證明，僅僅通過去除表面的油脂，而沒有在圓柱體周面上的增附劑，就可以制造完全沒有缺陷的部件，其即使在溫度變換測試之后在70kV的檢驗(yàn)電壓下也沒有呈現(xiàn)任何值得一提的局部放電。
[0030]因此利用本發(fā)明的方案可以顯著減小消失模5和真空滅弧室I的預(yù)處理并且消減困難的耗費(fèi)時(shí)間的增附劑涂覆。
[0031]圖3最后示出斷路器在真空滅弧室區(qū)域內(nèi)的剖視圖。
[0032]圓柱形管構(gòu)造的消失模5容納真空滅弧室I。真空滅弧室利用軟的絕緣材料7如硅樹脂或聚氨酯包裹并且對(duì)于外部的最終圍鑄的環(huán)氧樹脂材料4的收縮應(yīng)力屏蔽。
[0033]因此本發(fā)明的解決方案如下:
[0034]用于制造斷路器的方法，其特征在于，真空滅弧室I在周面上利用由軟的澆鑄材料構(gòu)成的保護(hù)層7包裹，該保護(hù)層借助于消失模5制造，從而真空滅弧室1、用于真空滅弧室的軟的保護(hù)層7以及消失模5在化學(xué)交聯(lián)之后構(gòu)成一個(gè)單元，并且該單元與電的連接導(dǎo)體2和與接觸配件在一個(gè)進(jìn)一步的制造步驟中利用環(huán)氧樹脂4在金屬模具中澆鑄成斷路器。
[0035]該方法不限于真空滅弧室的包裹，而是可以適用于所有對(duì)于壓力敏感的構(gòu)件，其需要特別好的粘附特性以用于進(jìn)一步的包裹。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造斷路器的方法，其特征在于，真空滅弧室(I)在周面上利用由軟的澆鑄材料構(gòu)成的保護(hù)層(7)包裹，該保護(hù)層借助于消失模(5)制造，從而真空滅弧室(I )、用于真空滅弧室的軟的保護(hù)層(7)以及消失模(5)在化學(xué)交聯(lián)之后構(gòu)成一個(gè)單元，并且該單元與電的連接導(dǎo)體(2)和與接觸配件在一個(gè)進(jìn)一步的制造步驟中利用環(huán)氧樹脂(4)在金屬模具中澆鑄成斷路器。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，保護(hù)層(7)由軟的聚氨酯或軟的硅樹脂制成。
3.如權(quán)利要求2所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，保護(hù)層(7)具有在A15和D90之間的肖氏硬度。
4.如上述權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，消失模(5)由聚酰胺或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯制成。
5.如上述權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，軟的保護(hù)層(7 )也包裹真空滅弧室的底部和/或頂蓋(除了接觸位置之外)并且該軟的保護(hù)層的圓形的底部面和頂蓋面直接被環(huán)氧樹脂(4)包裹。
6.如上述權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，消失模由圓柱體(5)、底部(8)和頂蓋(9)構(gòu)成，其中真空滅弧室的觸點(diǎn)利用密封元件(6)保護(hù)并且消失模的底部(8)、頂蓋(9)和圓柱體(5)與引入的軟的澆鑄的保護(hù)層(7)和真空滅弧室(I)構(gòu)成一個(gè)單元，該單元連同電的連接導(dǎo)體(2)和連接配件在一個(gè)進(jìn)一步的制造步驟中在金屬模具中利用環(huán)氧樹脂(4)澆鑄成斷路器。
7.如上述權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，消失模(5)至端側(cè)的過渡部位設(shè)計(jì)成倒圓的。
8.如權(quán)利要求6所述的用于制造斷路器的方法，其特征在于，底部元件(8)和頂蓋元件(9)至端側(cè)的過渡部位設(shè)計(jì)成倒圓的。
9.一種按照如在上述權(quán)利要求1至8中所述的方法制造的斷路器，其特征在于，用于圍鑄真空滅弧室的澆鑄材料(7)由冷硬化的聚氨酯或硅樹脂構(gòu)成并且外部的形成造型的圍鑄體由脂環(huán)族的、可選地憎水的、抗沖擊改性的或阻燃的環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01H33/664GK103681097SQ201310400525
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】T·普費(fèi)爾青格爾 申請(qǐng)人:庫沃格有限責(zé)任兩合公司