專利名稱：用于高壓裝置的絕緣元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其用于氣體絕緣設(shè)備的高壓開關(guān)裝置中的絕緣元件。
一種上述形式的元件例如已由德國專利DE-PS 26 26 855公開。
這樣的絕緣材料元件例如在電氣高壓開關(guān)，尤其在高壓功率開關(guān)中被用作間隔支架或用作輸送絕緣氣體的噴嘴。
在包有殼體的高壓開關(guān)設(shè)備中，這樣的元件例如被用作母線導(dǎo)線的支座絕緣子或用作通道。它們可以例如由澆注樹脂、如環(huán)氧樹脂或由聚四氟乙烯(PTFE)、或陶瓷或硬瓷組成。
在介電負(fù)荷較大，即在較大電場強(qiáng)度條件下，尤其當(dāng)電場強(qiáng)度具有一個相切于元件表面的分量時，存在較高的在元件表面產(chǎn)生位移電流的概率，該位移電流也可導(dǎo)致電流飛弧。
按照現(xiàn)在技術(shù)，在元件的表面區(qū)域埋置一弱導(dǎo)電的織物，用來排放其表面電荷。
這必然增大元件的導(dǎo)電性并導(dǎo)致高的制造費(fèi)用。不同的結(jié)構(gòu)材料相互連接，這存在這樣的危險，即織物的一部分與元件連接不牢并突入到高壓設(shè)備的介電負(fù)荷最強(qiáng)的范圍內(nèi)。
由德國專利DE-OS 30 47 761已公開，在一絕緣材料元件內(nèi)填入一種礦物填料，其顆粒暴露在該元件的表面上，因此，防止了在放電時在其表面形成含碳的、并因此部分導(dǎo)電的微粒。這種絕緣材料元件在制造上要求高。
與上述情況相反，本發(fā)明的目的在于提供一種本文開頭所述類型的絕緣元件，它在制造費(fèi)用低的條件下能持續(xù)承受住高的介電負(fù)荷。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即元件的表面至少在其介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)具有邊緣鋒利的、其縱截面深度至少為100μm的槽或隔板。
本發(fā)明的一種具有優(yōu)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案是，至少該絕緣元件表面上介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域具有一個至少為200μm的縱截面深度。
通過該縱截面深度，使元件表面不會產(chǎn)生導(dǎo)致電流飛弧的位移電流。
在元件的橫截面內(nèi)，在其表面區(qū)域具有貫穿表面結(jié)構(gòu)的邊緣鋒利的突起或凹座。這種結(jié)構(gòu)會帶來較好的介電強(qiáng)度，由此，在頂點(diǎn)和邊棱處產(chǎn)生高的電場強(qiáng)度，這導(dǎo)致表面電荷的放射并因此限定了表面電荷的電位。
為達(dá)到這一效果，不再需要用其它材料來制造元件。
本發(fā)明的一種具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)方案還在于，槽或隔板通過切削加工形成。
在這種情況下，元件在例如通過鑄造、燒結(jié)或擠壓成型后、在其介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域通過銑削或車削進(jìn)行加工。
槽深大于200μm證明是特別有利的。
對于旋轉(zhuǎn)對稱的元件，槽最好設(shè)置成彼此同圓心的或設(shè)置成螺旋線的形式。
這一點(diǎn)尤其適合于下面的情況，即元件為一用于高壓功率開關(guān)的絕緣噴嘴的一部分。因?yàn)檫@種功率開關(guān)通常制成旋轉(zhuǎn)對稱的，尤其承受高負(fù)荷的介電區(qū)域同樣是旋轉(zhuǎn)對稱的，因此，可通過相應(yīng)的切削加工(車削)設(shè)置所述的槽。
槽或隔板的橫截面最好設(shè)計(jì)成矩形或鋸齒形。
這樣的斷面容易車削或銑削。
本發(fā)明此外還涉及一種制造用于高壓裝置的絕緣元件的方法，其中，元件在成型之后，至少其表面承受介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域通過切削加工形成槽或加工成直立的隔板。
不過也可以考慮，采用鑄造方法制造元件，其鑄型在介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域具有槽或隔板，它們在元件表面產(chǎn)生相應(yīng)的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。
絕緣元件在成型后通常具有均勻的表面質(zhì)量并可按本發(fā)明方法在其表面上介電負(fù)荷最強(qiáng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行修整。
例如也可以考慮，在表面的一區(qū)域上用壓花裝置設(shè)置粗糙面。
下面借助附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中

圖1為一帶有由聚四氟乙烯(PTFE)絕緣材料制成的噴嘴的功率開關(guān)的縱截面圖；圖2為該絕緣材料噴嘴的俯視圖；圖3為一帶有由絕緣材料制成的壓縮圓筒的雙噴嘴功率開關(guān)的縱截面圖。
圖中示出的是接通狀態(tài)下的功率開關(guān)。兩個電弧觸頭1、2及兩個持續(xù)電流觸頭3、4相互同軸地處在相對位置，它們在接通狀態(tài)下彼此銜接。開關(guān)的電接頭用11、12表示并僅僅被示意出。
要斷路時，可移動的電弧觸頭1及借助一壓縮筒5與之相連的持續(xù)電流觸頭3在本圖中向左移動。這通過一個未進(jìn)一步示出的開關(guān)驅(qū)動機(jī)構(gòu)完成。
同時，在一壓縮室6內(nèi)，淬滅氣體被壓縮。
在兩個電弧觸頭1、2相互分開之后，二者之間產(chǎn)生一電弧，它使在電弧室7區(qū)域內(nèi)的淬滅氣體加熱。熱的淬滅氣體從電弧室7流入加熱室8，在此，它被暫時儲存，用于以后的滅弧。
在可移動的電弧觸頭1與固定不動的電弧觸頭2分開之后，由聚四氟乙烯(PTFE)組成的絕緣材料噴嘴9走過固定不動的電弧觸頭2。絕緣材料噴嘴9在持續(xù)電流觸頭3的區(qū)域內(nèi)與壓縮圓筒5相連。
在絕緣材料噴嘴9從固定不動的電弧觸頭2走過之后，該絕緣材料噴嘴的端側(cè)10由于電弧觸頭1、2之間的電場承受最強(qiáng)的介電負(fù)荷。在該區(qū)域內(nèi)，通過切削加工，形成寬度和深度約為1毫米的基本同圓心的槽(如通過端面精車削而形成螺旋槽)，其中，在各槽之間設(shè)有寬于1mm的矩形橫截面隔板。
本發(fā)明的裝置證明是一種絕緣更可靠的、具有使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行的好的表面質(zhì)量的元件。
圖3示出了一個雙噴嘴開關(guān)，它具有兩個固定不動的噴嘴形觸頭13、14，它們在接通狀態(tài)下通過橋接開關(guān)元件15彼此導(dǎo)電地連通。這是一個淬滅氣體壓縮裝置，它由一個固定不動的壓縮活塞16和一個可移動的壓縮圓筒17組成。在斷開狀態(tài)下，壓縮圓筒撤回到這樣的位置，即它的底部18位于固定不動的觸頭13、14之間的分開間隔內(nèi)，而那里電場中止。底部18在其斷開狀態(tài)下朝向斷路間隔的一側(cè)具有截面呈鋸齒形的結(jié)構(gòu)，它能排除表面電荷。
權(quán)利要求
1.一種尤其用于氣體絕緣設(shè)備的高壓開關(guān)裝置中的絕緣元件(9)，其特征在于，該元件(9)表面至少在其承受介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域(10)內(nèi)具有邊緣鋒利的，其斷面深度至少為100μm的槽或隔板。
2.按照權(quán)利要求1所述的絕緣元件，其特征在于，元件表面上介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域(10)具有至少200μm的斷面深度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的絕緣元件，其特征在于，槽或隔板通過切削加工形成。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的絕緣元件，其特征在于，對于旋轉(zhuǎn)對稱的元件(9)，它的槽設(shè)置成彼此基本同圓心的，或設(shè)置成螺旋線形式。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的絕緣元件，其特征在于，槽或隔板橫截面呈矩形。
6.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的絕緣元件，其特征在于，槽或隔板橫截面呈鋸齒形。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的絕緣元件，其特征在于，所述絕緣元件由聚四氟乙烯制成。
8.生產(chǎn)如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于高壓開關(guān)裝置的絕緣元件的方法，其特征在于，元件(9)在成型后，至少其表面(10)上介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域通過切削加工形成槽或加工成保持直立的隔板。
全文摘要
一種用于高壓裝置,特別是用于氣體絕緣設(shè)備的絕緣元件(9),尤其是一種用于高壓功率開關(guān)的絕緣材料噴嘴(9),按照本發(fā)明,所述絕緣元件的表面上介電負(fù)荷最強(qiáng)的區(qū)域(10)例如通過車削出槽比該表面上介電負(fù)荷較小的區(qū)域具有更大的粗糙深度。
文檔編號H01H33/70GK1184551SQ96193832
公開日1998年6月10日 申請日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月24日
發(fā)明者弗蘭克·賴因克, 諾伯特·特拉普 申請人:西門子公司