[發明專利]用于高壓裝置的絕緣元件

無效

• 申請號: 96193832.3
• 申請日: 1996-05-15
• 公開（公告）號: CN1068966C
• 公開（公告）日: 2001-07-25
• 發明（設計）人: 弗蘭克·賴因克;諾伯特·特拉普
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01H33/70
• 分類號: H01H33/70
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種尤其用于氣體絕緣設備的高壓開關裝置中的絕緣元件。

一種上述形式的元件例如已由德國專利DE-PS2626855公開。

這樣的絕緣材料元件例如在電氣高壓開關，尤其在高壓功率開關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設備中，這樣的元件例如被用作母線導線的支座絕緣子或用作通道。它們可以例如由澆注樹脂、如環氧樹脂或由聚四氟乙烯(PTFE)、或陶瓷或硬瓷組成。

在介電負荷較大，即在較大電場強度條件下，尤其當電場強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生位移電流的概率，該位移電流也可導致電流飛弧。

按照現在技術，在元件的表面區域埋置一弱導電的織物，用來排放其表面電荷。

這必然增大元件的導電性并導致高的制造費用。不同的結構材料相互連接，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備的介電負荷最強的范圍內。

由德國專利DE-OS3047761已公開，在一絕緣材料元件內填入一種礦物填料，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，它在制造費用低的條件下能持續承受住高的介電負荷。

本發明的目的是這樣實現的，即元件的表面至少在其介電負荷最強的區域內具有邊緣鋒利的、其縱截面深度至少為100μm的槽或隔板。

本發明的一種具有優點的設計方案是，至少該絕緣元件表面上介電負荷最強的區域具有一個至少為200μm的縱截面深度。

通過該縱截面深度，使元件表面不會產生導致電流飛弧的位移電流。

在元件的橫截面內，在其表面區域具有貫穿表面結構的邊緣鋒利的突起或凹座。這種結構會帶來較好的介電強度，由此，在頂點和邊棱處產生高的電場強度，這導致表面電荷的放射并因此限定了表面電荷的電位。

為達到這一效果，不再需要用其它材料來制造元件。

本發明的一種具有優點的結構方案還在于，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、燒結或擠壓成型后、在其介電負荷最強的區域通過銑削或車削進行加工。

槽深大于200μm證明是特別有利的。

對于旋轉對稱的元件，槽最好設置成彼此同圓心的或設置成螺旋線的形式。

這一點尤其適合于下面的情況，即元件為一用于高壓功率開關的絕緣噴嘴的一部分。因為這種功率開關通常制成旋轉對稱的，尤其承受高負荷的介電區域同樣是旋轉對稱的，因此，可通過相應的切削加工(車削)設置所述的槽。

槽或隔板的橫截面最好設計成矩形或鋸齒形。

這樣的斷面容易車削或銑削。

本發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荷最強的區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，其鑄型在介電負荷最強的區域具有槽或隔板，它們在元件表面產生相應的互補結構。

絕緣元件在成型后通常具有均勻的表面質量并可按本發明方法在其表面上介電負荷最強區域內進行修整。

例如也可以考慮，在表面的一區域上用壓花裝置設置粗糙面。

下面借助附圖所示實施例對本發明作進一步說明，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的縱截面圖。

圖中示出的是接通狀態下的功率開關。兩個電弧觸頭1、2及兩個持續電流觸頭3、4相互同軸地處在相對位置，它們在接通狀態下彼此銜接。開關的電接頭用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與之相連的持續電流觸頭3在本圖中向左移動。這通過一個未進一步示出的開關驅動機構完成。

同時，在一壓縮室6內，淬滅氣體被壓縮。

在兩個電弧觸頭1、2相互分開之后，二者之間產生一電弧，它使在電弧室7區域內的淬滅氣體加熱。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在持續電流觸頭3的區域內與壓縮圓筒5相連。