[发明专利]具有借助纳米材料形成的长期稳定的材料接合式电流路径连接的低压设备、中压设备和/或高压设备以及用于制造该电流路径连接的方法

说明书

本发明涉及一种用于在低压设备、中压设备和/或高压设备中制造材料接合式电流路径连接的方法，还涉及一种具有长期稳定的材料接合式电流路径连接的低压设备、中压设备和/或高压设备，其中，电流路径的第一部分(10)和/或第二部分(20)分别至少在区域中具有纳米材料(30)，电流路径的第一部分(10)和/或第二部分(20)在相应的区域中摩擦接合地和/或形状配合地相互连接，并且通过输入反应能量，在纳米材料(30)的参与下在电流路径的第一部分(10)和第二部分(20)之间产生可传导的材料接合式连接。

本发明涉及一种用于在低压设备、中压设备和/或高压设备中制造材料接合式电流路径连接的方法，还涉及一种具有长期稳定的材料接合式电流路径连接的低压设备、中压设备和/或高压设备。

在低压设备、中压设备和高压设备中，借助导线在所谓的电流路径中导引电流。这同样适用于在以下也被理解为低压设备、中压设备和高压设备的低压开关设备、中压开关设备和高压开关设备。

当在导体中导引额定电流时由于开关设备的电流路径的欧姆电阻产生热量。为了保证开关设备持久的功能性，必须确保安装在设备中的构成电流路径的部件、尤其是导体能够持久地承受这些热量。由于“持久”与开关设备相关地通常涉及开关设备的整个使用寿命，因此应当特别地对开关设备的电流路径提出要求。

与之相关地，尤其是电流路径中的摩擦接合式(或称为力传递式)连接位置被看作是关键的。这些摩擦接合式连接位置、即通常螺纹连接位置或者夹紧位置存在的风险是，所述连接位置的阻值随着使用时间例如由于腐蚀而显著地增大。在电流路径中阻值的增大必然在相关区域中导致更高的温度。这带来的风险是达到和/或超过临界温度，从而使开关设备无法继续适用于在可能的或者预设的环境条件下导引规定的额定电流。

这尤其是关键的，因为摩擦接合式连接相对于其它的连接方式大多具有更高的电阻并且由此加重了升温问题或者由于更高的电阻才产生所述升温问题。

在现有技术中通过利用材料接合式连接、熔焊连接或者钎焊连接来绕过摩擦接合式连接随着开关设备的使用时间电阻升高的问题。

然而熔焊连接或者钎焊连接的制造通常与待连接的构件的温度升高相关。对于敏感的构件、例如真空开关管或者其它对温度敏感的构件以及尤其是包含在所述构件中的塑料部件而言，成本低廉的、简便的熔焊或者钎焊是特别关键的，因为存在如下风险，即在接合时所述塑料部件被过程热量损坏或者损毁并且由此无法继续确保所述塑料部件的功能。

在现有技术中针对这些构件通常使用非常昂贵的焊接工艺、例如电子束焊接或者激光焊接，所述焊接工艺仅造成待连接的构件局部限制的升温，尤其在连接位置的紧邻周围环境中的升温。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种长期稳定的并且可传导的用于在开关设备中传导电流的连接，该连接克服了现有技术中的缺点，或者提供一种成本低廉的并且耗费更低的制造电流路径连接的方法。

所述技术问题通过独立权利要求1和12以及所述独立权利要求的从属权利要求解决。

一种实施例涉及用于制造低压设备、中压设备和/或高压设备中的材料接合式电流路径连接的方法，其中，电流路径具有至少一个第一部分和第二部分。电流路径的第一部分和/或第二部分分别至少在区域中具有纳米材料。电流路径的第一部分和第二部分至少在相应的区域中摩擦接合地和/或材料接合地相互连接。通过输入反应能量，在纳米材料的参与下在电流路径的第一部分和第二部分之间形成导电的材料接合式连接。在下文中，所述纳米材料能够作为这种纳米材料或者作为所述纳米材料的前驱体存在，也就是实际的纳米材料由前驱体通过反应、优选通过输入反应能量形成，所述反应能量也导致了形成材料接合式连接。

纳米材料是指如下材料，即所述材料的单独的单元或者在所述材料中一个或者更多个尺寸处于1纳米至1000纳米(10^-9米，十亿分之一米)之间、优选1纳米至100纳米之间。

术语“区域”按照本发明应当理解为连接区域，即这样的区域，在所述区域中电流路径的第一部分和第二部分借助纳米材料相互连接。