[发明专利]制造高电压气体绝缘式开关装置的绝缘器的模具和方法

说明书

技术领域

本发明的各方面涉及用于气体绝缘式装置的绝缘器，特别地，涉及包括包围高电压导体的绝缘盘的绝缘器。另外的方面涉及包括这种绝缘器的气体绝缘式装置，并且涉及制造这种绝缘器的方法。

背景技术

气体绝缘式装置容纳高电压导体，诸如被施用高电压的铅导体。为了使高电压导体与其它构件和外部屏蔽和绝缘开，这种设备包括填充有绝缘气体(例如介电气体，诸如SF6)的接地金属封罩。

为了使高电压导体稳固地固定在装置容积的内部，使其处于足够远离接地封罩(诸如)以避免介电击穿的位置，在气体封罩的内部提供绝缘器。绝缘器在其外部边缘处固定到封罩上，并且绝缘器具有用于容纳高电压导体的中心开口。间隔件的主要部分是绝缘盘，在其中心处有开口。一些间隔件可具有附连到绝缘盘的外周边上的金属电枢环。电枢环可具有附连器件，诸如螺纹孔，附连器件允许绝缘盘稳固地附连到GIS封罩上。

长时间以来，为了制造GIS中的绝缘器，已经使用填充有氧化铝的环氧树脂作为基本材料。环氧树脂是具有良好的电绝缘属性和机械强度的材料，但也有缺点。环氧树脂在环境上不友好，而且制造过程(模制)复杂、耗时，而且因此成本也较高。环氧树脂绝缘器的额外的缺点是材料固有的脆弱性。如果加载得太高，这个脆弱性可导致不合需要的突然失效，并且因此需要密切控制，以确保恰当的部件功能。制造过程复杂，但生产稳定对于良好的部件品质是至关重要的。

EP2273641以ABB技术公司( ABB Technology AG)的名义提交且在2011年1月公布。它公开了一种用于气体绝缘式装置的间隔件。间隔件包括绝缘盘和围绕绝缘盘的外周缘延伸的电枢，并且预见了电枢固定绝缘盘。为了制造间隔件，将电枢定位在模制机的第一模制腔体中，使得形成第二模制腔体。使绝缘材料进入第二腔体中，然后使绝缘材料固化，使得电枢将绝缘盘固定在其中，从而形成绝缘器。绝缘器的电枢环可具有贯通通道(参见[0056]和图13)，贯通通道沿径向方向延伸穿过环，并且用来铸造模具。

JP2004104897A以富士电气控股有限公司(Fuji Electronic Holding Ltd.)的名称提交，并且它涉及使用可容易地再循环的热塑性树脂制造用于气体绝缘式电力设备的间隔件。沿导体的轴向方向将间隔件的绝缘本体分成多个层。使用热塑性树脂来形成各个层，并且一体地组合分开的本体。通过分开绝缘本体，可使各个分开的本体的厚度减小，从而使得能够用热塑性树脂来注射模制各个分开的本体。使层组合成处于空心壳状况，并且通过粘合、配合或熔合来部分地或全部连结层，从而获得所需机械强度和绝缘强度。这个解决方案的一个缺点在于，绝缘器往往包括对电场有影响的夹杂物。另一个缺点是产品制造困难。

US4263476授权给电力科学研究院(Electric Power Research Institute)且在1979年公布。它涉及一种具有单个绝缘器结构的注射模制式绝缘器，它在伸长的柔性气体绝缘式电缆中使用。绝缘器由两个半部组成，半部闭锁在一起，并且通过注射模制过程用任何适当的塑料材料制成。该专利描述了该绝缘器将优选地在用于高电压传输系统(处于高电压(345000伏)，具有较低的频率(60赫兹))的柔性气体绝缘电缆中使用。电缆的中心导体由绝缘器支承在外部波纹状壳体内。壳体填充有处于正压(例如，两至三个大气压)的电负性气体，诸如SF6。

FE2062268以Areva SA.的名义提交且在2008年3月公布。它涉及一种用于高电压或中等电压装置的绝缘支承件。绝缘支承件基于绝缘聚合物材料，它在其一端处至少包括包含复合材料的区，复合材料包括由带有导电填料的绝缘聚合物材料制成的基质，导电填料是可能封装矿物填料的聚合物填料。

US7795541B授权给Areva SA.。它首先在2006年公布，并且涉及用于中等电压或高电压电力装备的绝缘装置，绝缘装置在封罩的内部呈盘形，它用作的电导体的支承件。盘由热塑性聚酯制成。可使用传统加工工具用厚板开始制造盘，并且可对盘提供特定组件，例如为了有利于组装或连接支承在盘上的导体。

根据现有技术，很久以来就了解了热塑性材料的注射模制的过程。热塑性材料的注射模制的较特殊类型的过程被称为注射压缩模制。这个过程常常用来制造薄壁式产品。