專利名稱：一種絕緣子制造方法和按照這一方法獲得的絕緣子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種絕緣子，特別是一種用于電容分壓器或絕緣套管的絕緣子的制造方法，包括一中心芯件和一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體，設置在至少一部分中心芯件與絕緣主體之間的一撓性包敷層。
本發(fā)明還涉及按照這一方法所獲得的絕緣子，特別是一種用于電容或電阻分壓器或絕緣套管的絕緣子，它包括一中心芯件和一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體。
比如用于電容分壓器的這類絕緣子所依據(jù)的制造方法在于，圍繞一由陶瓷棒構(gòu)成的一中心芯件模塑一環(huán)氧樹脂絕緣主體，此陶瓷棒在兩端處分別聯(lián)接于稱作高壓接頭和低壓接頭的兩個接頭。
這種方法由于實施成本問題而略嫌昂貴，其結(jié)果會使這種器件的價格較高。
本發(fā)明旨在以顯著低于當前情況的成本獲取這類絕緣子，制作快速，材料與工藝裝置便宜，同時保持介電絕緣品質(zhì)。
為此目的，按照本發(fā)明的制造方法特征在于以下幾個階段通過用一種粘附于芯件的彈性材料涂塑至少一部分中心芯件來形成撓性包敷層，所述包敷層特別用撓性聚氨基甲酸酯或者用硅樹脂制成，并具有在0.75與1.5毫米之間的厚度；通過用一種在壓力下噴注的絕緣樹脂涂塑原先包敷在所述撓性包敷層之中的所述中心芯件來形成絕緣主體，以便壓緊撓性包敷層，這種包敷層接著填進許多縮孔之中以補償噴注材料的回縮效應，特別是在絕緣主體的各翅片處；所述主體的樹脂是一種熱塑性或熱固性樹脂，具有大于1％的模塑回縮率。
按照本發(fā)明的一項特點，撓性包敷層是通過在一預熱至高于30℃而最好是大約60℃的模具中澆注所運彈性材料而獲得的。
按照本發(fā)明的另一項特點，事先包敷在撓性包敷層之中的中心芯件在噴注樹脂之前予以預熱，預熱溫度高于50℃而最好是大約70℃。
本發(fā)明還提供了一種絕緣子，包括一中心芯件、一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體、一設置在至少一部分所述中心芯件與絕緣主體之間的撓性包敷層，所述撓性包敷層由撓性聚氨基甲酸酯或由硅樹脂制成，并具有在0.75與1.5毫米之間的厚度。絕緣主體由在壓力下噴注的聚丙烯或任何其他絕緣樹脂制成，具有大于1％的模塑回縮率。
本發(fā)明參照只是作為一非限制性范例而提出的一最佳實施例的說明和參照各附圖就會變得更加明晰可見，其中

圖1是一表示現(xiàn)有技術的已知絕緣子的軸向剖視圖；圖2為本發(fā)明絕緣子的中心芯件的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明絕緣子中心芯件的側(cè)視圖，表明本發(fā)明方法的第一階段；以及圖4是本發(fā)明電容器絕緣子的軸向剖視圖。
參照圖1，現(xiàn)有技術的絕緣子10如圖所示主要包括一由一絕緣主體12圍繞的中心芯件11。此中心芯件11由一用占據(jù)中間位置的陶瓷棒13制成的嵌入件構(gòu)成，嵌入件經(jīng)由其兩端分別聯(lián)接于兩個接頭14和15。接頭14，在此表示一電容分壓器的情況下，是高壓接頭，而接頭15是低壓接頭。陶瓷棒與各接頭之間的連接是通過把金屬蓋帽16釬焊在陶瓷棒各端部上而實現(xiàn)的。絕緣主體12是由模塑在中心芯件11上面的環(huán)氧樹脂制成的一個部件。它包括許多旨在增大絕緣子漏電距離的翅片。
這種結(jié)構(gòu)原理目前施用于所有其中需要絕緣嚴密度的裝置，特別是電容分壓器、電阻分壓器或絕緣套管。為了增大嵌入件本身的絕緣性能或為了擴展比如在污染的、潮濕的或低壓的環(huán)境之中的使用條件，這種嵌入件包敷著一種絕緣材料，而且無論可能是金屬的、陶瓷的或者由塑料制成的嵌入件之性質(zhì)如何。在上述情況下，在嵌入件由陶瓷制成的場合，嵌入件作為一個電容器。陶瓷的絕緣強度足以承受在它的壽命期間可能施加于它的所有電壓沖擊。不過，存在著陶瓷在空氣中跳火(flashover)的風險，因為空氣的介質(zhì)電阻太低而不能承受在如此短的距離內(nèi)的這種電壓沖擊。
此外，在嵌入件置于周圍空氣之中時，導電粒子(塵埃)會沉積在陶瓷表面上并可能成為在沒有電壓沖擊時跳火的起因。正是為了克服這些問題，嵌入件才包敷在一種絕緣材料之中，這樣作具有以下一些好處a.通過適當?shù)刂贫ǔ叽?，組件在空氣中的跳火距離就會增大，以致此組件可承受所有可能的電壓沖擊；b.通過適當?shù)刂贫ń^緣主體外形的尺寸并限定漏電距離，跳火時絕緣耐力減少的風險即使在有導電粒子沉積的情況下也可以消除；c.通過合理地選擇構(gòu)成絕緣主體的材料，可以使絕緣子適合于承受中心芯件所無法承受的機械應力，特別是因為，構(gòu)成接頭的各金屬圓柱體與陶瓷棒之間的交接區(qū)域是很脆弱的。
就包敷嵌入件而言，有待克服的主要問題是，包敷材料必須粘附在嵌入件上并在它與陶瓷的界面處實現(xiàn)緊密性，以致不會觸發(fā)跳火現(xiàn)象。
事實上，一旦緊密性不充分，空氣就出現(xiàn)在這一區(qū)域處，這樣會減小組件的絕緣耐力并降低其壽命。
通常，對于高壓應用場合，嵌入件的包敷層是由熱固性樹脂，特別是環(huán)氧樹脂制成的。不過，由硅樹脂和聚氨基甲酸酯制成的絕緣主體也是可以使用的。選擇這些材料是因為它們一般都會很好地粘附于嵌入件，這樣可保證良好的絕緣嚴密性。
在實用上，各接頭和陶瓷棒組件，換句話說，中心芯件被預熱到140℃以上并隨后置放到一加熱到溫度大約80℃的模具之中。環(huán)氧樹脂在低壓即大約1至2巴下注入模具，逐漸充滿模具內(nèi)壁與中心芯件之間的空間。樹脂具有的溫度接近70℃。由于模具壁部與中心芯件之間的溫度差別，聚合反應首先沿中心芯件發(fā)生。這樣同時導致樹脂有效地粘附在中心芯件上面且特別是陶瓷嵌入件上面，并導致由于樹脂回縮而造成的形成網(wǎng)狀的皺縮。一種良好的絕緣嚴密性就此獲得了。
不過，這種方法確實也有一些缺點。不能完全排除氣泡的存在，這些氣泡可能成為許多局部放電的部位。這些氣泡可能是由于材料在結(jié)成網(wǎng)狀過程中的回縮或者由于在從事模塑時空氣被拘禁而造成的。局部放電可能導致絕緣子的過早老化。所有制成零件都必須使之經(jīng)受局部放電測試而予以檢驗，這樣作的后果是增加了制造周期的延續(xù)時間。此外，這一制造周期很長，因為它持續(xù)大約20分鐘，這意味著，制造商不得不倍增工藝裝置的數(shù)量，從而利用復合模具來補償較長的生產(chǎn)周期。
圖2更為具體地表示一絕緣子的中心芯件21。此中心芯件等同于參照圖1所示的那個，并對應于一先前技術的絕緣子和對應于一本發(fā)明的將在此后參照圖4予以說明的絕緣子。它包括一由一陶瓷棒構(gòu)成的嵌入件23和兩個由兩金屬圓柱制成的接頭24和25。這三個器件借助于截錐形的各端部26組裝起來，該陶瓷-金屬連接是靠釬焊或任何能使電流流動的裝配方法來實現(xiàn)的。陶瓷嵌入件構(gòu)成高壓電容器。接頭24，對應于高壓輸入，最好是由鍍層鋼材制成，而接頭25，對應于低壓，最好是由鋁或黃銅制成。端部26最好是由能夠釬焊到陶瓷上的黃銅制成。
圖3表明本發(fā)明絕緣子制造方法的下一階段。這一階段在于，用一種撓性包敷層28包敷由陶瓷棒23制成的嵌入件。這一作業(yè)是用一種彈性材料，比方諸如一種撓性聚氨基甲酸酯、硅樹脂或類似材料，通過模塑來完成的。這種模塑可以通過在一加熱至溫度高于30℃而最好是大約60℃、由硬度低于80肖氏A(Shore A)的雙組分聚氨基甲酸酯制成的預熱模具中進行澆注而以模制件的方式完成。如圖所示，帶有延伸到各接頭上的各端部的包敷陶瓷棒從模具中卸下并把澆注和除氣冒口鏟平。
制造方法的下一階段，由圖4表明，在于模塑原先以撓性包敷層28包敷的中心芯件。這一器件預熱到溫度高于50℃而最好是大約70℃，而隨后置放在一噴注模具中，模具的模腔具有絕緣主體22的形狀。用以獲得絕緣主體的材料是一種可噴注的熱塑性樹脂，比方諸如聚丙烯之類。
另一種帶有低循環(huán)時間的噴注絕緣樹脂，甚至一種熱固性樹脂，特別是聚酯，當然是可以使用的。這種材料在大于50巴而最好是大約100巴的壓力下噴注，延續(xù)大約5秒鐘。保持壓力是大約400巴而保持時間是大約20秒。在聚丙烯情況下，噴注材料的溫度是大約180至200℃。
保持時間以后，打開模具并切掉模塑冒口。
就象先前技術的絕緣子那樣，絕緣主體22加大了漏電距離。
模塑嵌入件以獲得撓性包敷層28可確保絕緣子的絕緣嚴密性。最后，絕緣子的機械強度和定位也通過絕緣主體獲得。
當構(gòu)成絕緣主體的材料在高壓下噴注時，撓性包敷層28受到壓縮。噴注材料從液態(tài)變?yōu)槠涔虘B(tài)導致在此主體的各翅片27處縮孔形式的回縮和絕緣主體22內(nèi)徑的減小。由于其撓性，撓性包敷層可充滿這些縮孔并補償噴注材料的回縮效應，因為噴注時它一直受到壓縮，而且主體內(nèi)徑的減小會壓擠彈性材料，使在各翅片處回縮所造成的孔被填塞。撓性包敷層的厚度必須明顯地在0.75與1.5毫米之間，而噴注材料的回縮率必須大于1％。
權(quán)利要求
1.一種絕緣子特別是一種電容分壓器或絕緣套管絕緣子的制造方法，絕緣子包括一中心芯件和一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體，一設置在至少一部分中心芯件(21)與絕緣主體(22)之間的撓性包敷層(28)，其特征在于通過用一種粘附于芯件的彈性材料模塑至少一部分中心芯件來形成撓性包敷層(28)，所述包敷層特別用撓性聚氨基甲酸酯或者用硅樹脂制成，并具有在0.75與1.5毫米之間的厚度；通過用一種在壓力下噴注的絕緣樹脂模塑原先包敷在所述撓性包敷層(28)之中的所述中心芯件(21)來形成絕緣主體(22)，以便壓緊撓性包敷層(28)，撓性包敷層接著填進各縮孔之中以補償噴注材料的回縮效應，特別是在絕緣主體(22)的各翅片(27)處；所述主體(22)的樹脂是一種熱塑性或熱固性樹脂，具有大小1％的模塑回縮率。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，撓性包敷層(28)是通過在一預熱至高于30℃而最好是大約60℃的模具中澆注所述彈性材料而獲得的。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，事先包敷在撓性包敷層(28)之中的中心芯件在噴注樹脂之前予以預熱，預熱溫度高于50℃而最好是大約70℃。
4.一種絕緣子，特別是一種電容分壓器或絕緣套管絕緣子，包括一中心芯件(21)，一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體(22)，以及一設置在至少一部分所述中心芯件(21)與絕緣主體(22)之間的撓性包敷層(28)，其特征在于所述撓性包敷層(28)由撓性聚氨基甲酸酯或由硅樹脂制成，并具有在0.75與1.5毫米之間的厚度，絕緣主體(22)由在壓力下噴注的聚丙烯或任何其他絕緣樹脂制成，具有大于1％的模塑回縮率。
5.按照權(quán)利要求4所述的絕緣子，其中，中心芯件包括一由陶瓷棒構(gòu)成的嵌入件(23)和兩個由金屬圓柱制成的接頭(24、 25)，其特征在于，撓性包敷層(28)封住至少所述陶瓷棒，絕緣主體(22)由一種在高壓下噴注的樹脂制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絕緣子特別是一種電容分壓器或絕緣套管絕緣子的制造方法，絕緣子包括一中心芯件和一圍繞所述中心芯件緊密配合的絕緣主體。一撓性包敷層28設置在一部分中心芯件21與絕緣主體22之間以填塞各縮孔并補償噴注材料的回縮效應。絕緣主體22的獲得辦法是，用一種噴注絕緣材料特別是一種熱塑性或熱固性材料涂塑原先包敷在所述撓性包敷層28之中的所述中心芯件。
文檔編號B29C45/14GK1151594SQ9611304
公開日1997年6月11日 申請日期1996年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月4日
發(fā)明者皮埃爾·查帕斯, 依凡·費多蘭科, 雅克·奎寧, 弗蘭克伊斯·特里克恩, 伯納德·伊維爾斯 申請人:施耐德電器公司