用于制作断路器极零件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于制作断路器极零件的方法。
【背景技术】
[0002] 断路器极零件的构造可包含各种设计，且迄今为止，断路器极零件已经由各种材 料制得。举例来说，DE102004060274A1公开一种断路器极零件，其包含内部真空断续器、中 间补偿或补偿层W及外部绝缘或绝缘套管，例如图1所示。图2为图1的部分横截面图的放大 部分，其展示大体上由数字10指示的断路器极零件，包含内部真空断续器11、中间补偿层 12、外部绝缘套管13W及安置于内部真空断续器11与中间补偿层12之间的粘合偶联剂14; W及安置于中间补偿层12与外部绝缘套管13之间的粘合偶联剂。
[0003] 断路器极零件通常集成于中等电压或高电压断路器中，尤其是中等电压断路器。 中等电压断路器通常额定于高电流电平的IkV与72kV之间。关键的是包含断路器极零件的 内部真空断续器11、中间补偿层12和外部绝缘套管13的断路器极零件的构造材料能够在运 些中等电压或高电压条件下操作。
[0004] 断路器极零件中的中间补偿层的主要目的是补偿内部真空断续器层中的材料与 极零件的外部套管层中的隔热材料之间的不同热膨胀系数，从而避免可能的裂缝起始。用 于补偿层的最常用材料是娃酬橡胶。然而，由于娃酬橡胶展现对断路器的内部和外部层的 不良粘附，因此娃酬橡胶趋于减损断路器的电介质性质和耐久性。举例来说， DE102004060274A1公开一种断路器极零件，其包含由娃酬材料制成的中间补偿层，其对断 路器极零件的性质有害。需要将紧紧地粘附到内部和外部层且具有超过2M化的剪切强度 (如通过ASTM 03528(1996)测得)的用于补偿层的材料。
[000引美国专利申请公开案2008/0142485A1公开一种用于制作断路器极零件的方法，其 中断路器极零件的外部绝缘套管是在塑料注射模制工艺中制作，且其中内部真空腔室是通 过注射模制步骤囊封。所述绝缘套管优选地从塑料或橡胶弹性材料制作。在塑料嵌入之前， 可通过中间层包覆真空腔室。为了实现W上申请的断路器极零件的不同边界层之间的令人 满意的兼容性，在W上应用中描述的方法中需要使用额外结合剂。另外，W上申请中描述的 用于结合剂的渗杂程序是耗时的。此外，所述申请中描述的方法需要若干个人执行渗杂过 程，其对于每一产品花费大约20分钟(对于每一产品实行渗杂过程2次），且因此，W上申请 中用于制作断路器极零件的公开程序是低效的。
[0006] EP2407990A1提供用于制作断路器极零件的另一方法。在EP2407990A1中描述的方 法中，中间补偿层由粘合材料组成，其组合机械补偿功能与所述一个粘合中间补偿层中的 粘合功能。所述粘合材料层通常具有0.5毫米到5毫米的厚度，且通过W固体形式胶封或结 合粘合材料或者W液体形式喷涂、涂覆或浸溃粘合材料而施加于内部真空腔室的表面上。 外部绝缘套管是选自环氧树脂材料、热塑料材料、娃酬橡胶材料或娃酬凝胶材料。在 EP2407990A1的方法中，粘合材料是选自丙締酸醋双面粘合膜、热烙胶膜、丙締基粘合剂、共 聚酷胺热烙胶、聚酷胺、聚締控或聚醋。EP2407990A1中所公开的全部W上粘合材料都具有 不良机械性质。举例来说，所述粘合材料当在150°C使用时具有小于IMPa的抗压强度(通过 ASTM D 575(1991)测量），150°C是外部环氧树脂套管的固化溫度。
【发明内容】
[0007] 本发明的断路器极零件已经克服现有技术的断路器极零件的结构的一些缺点。举 例来说，本发明的断路器极零件有利地并入有在150°C下具有超过IMPa的抗压强度的补偿 层；W及具有超过2MPa的剪切强度的内部和外部层。
[0008] 本发明的一个实施例是针对一种用于制作断路器极零件的方法，其包含邻接：（a) 内部真空断续器层、（b)中间补偿层和(C)外部绝缘套管层在一起，其中所述中间补偿层安 置于所述内部真空断续器层与所述外部绝缘套管层之间；其中所述层彼此集成W形成断路 器极零件;并且其中所述中间补偿层包括环氧基封端的预聚物与固化剂的反应产物。
[0009] 本发明的另一方面设及一种用于在中等电压或高电压断路器中使用的断路器极 零件，其包含(a)内部真空断续器层、（b)中间补偿层和(C)外部绝缘套管层;其中所述中间 补偿层安置于所述内部真空断续器层与所述外部绝缘套管层之间；其中所述层彼此集成W 形成断路器极零件;并且其中所述中间补偿层包括环氧基封端的预聚物与固化剂的反应产 物。
[0010] 所述环氧基封端的预聚物是例如通过使胺与过量的环氧化物反应而形成，其中例 如聚氧伸烷基胺的所述胺具有至少3个活性氨原子。
[0011] 在一个实施例中，所述中间补偿层可通过使W上环氧基封端的预聚物与固化剂反 应而形成。举例来说，所述固化剂可为具有2到5个活性氨原子的至少一种胺或至少一种聚 酷胺。所述胺固化环氧树脂弹性材料组合娃酬橡胶的机械补偿功能与极好的粘合剂性能。 举例来说，胺固化环氧树脂弹性材料的一个性质可包含当使用陶瓷材料和环氧树脂材料时 超过2M化的剪切强度。因此，将胺固化环氧树脂弹性材料引入到断路器极零件中可将断路 器极零件的局部放电减少到在额定电压下小于大约0.1微微库仑，甚至在-20°C到100°C的6 个循环之后也是如此。
[0012] 本发明的一个目标是针对通过使用胺固化环氧树脂弹性材料用于断路器极零件 的补偿层来增加断路器极零件中使用的补偿层的结合强度。
[0013] 本发明的一些优点包含：（1)将具有断路器极零件的内部和外部层的缓冲层的剪 切强度增加到超过大约2M化W使得制造程序简化且最终产物的耐久性增强；W及(2)将缓 冲层抗压强度保持为在150°C下超过大约IM化且将缓冲层的在150°C下8小时的重量损失保 持为最小或零W使得维持最终产物的完整性。
【附图说明】
[0014] 出于说明本发明的目的，图式示出本发明的当前优选形式。然而，应理解，本发明 不限于图式中所示的实施例。
[0015] 图1是展示现有技术的具有各种层的断路器极零件的示意图，所述各种层构成所 述断路器极零件的结构。
[0016] 图2是图1中所示的现有技术断路器极零件的各种层的横截面图放大部分。
[0017] 图3是构成本发明的断路器极零件的结构的包含补偿层的各种层的横截面图放大 部分。
【具体实施方式】
[0018] 在一个宽广范围中，本发明包含用于制作断路器极零件的方法，其包含将W下各 者邻接在一起：（a)内部真空断续器层，（b)中间补偿层，和(C)外部绝缘套管层。所述断路器 极零件有利地包含补偿层，其中所述补偿层是从可固化弹性环氧树脂组成物或调配物得 到。举例来说，所述中间补偿层可包括环氧基封端的预聚物和固化剂的反应产物。另外，所 述中间补偿层安置于内部真空断续器层与外部绝缘套管层之间。
[0019] 用W形成补偿层的可固化弹性环氧树脂组合物包含例如(a)环氧树脂；W及(b)硬 化剂。所述环氧树脂广义上包含通过使聚氧伸烷基胺与过量环氧化物反应而形成的环氧基 封端的预聚物。并且，所述硬化剂广义地包含例如固化剂，例如至少一种胺或聚酷胺。
[0020] 参考图3,展示大体上由数字20指示的断路器极零件的一个实施例，其包含邻接在 一起的内部真空断续器层21、中间补偿层22和外部绝缘套管层23。在一个实施例中，可例如 通过邻接、结合和集成(a)内部真空断续器层21、（b)中间补偿层22和(C)外部绝缘套管层23 在一起而制作图3中所示的断路器极零件20。彼此集成的层形成断路器极零件结构。中间补 偿层22可为例如通过使（I)环氧基封端的预聚物与（II)固化剂反应而制备的反应产物。所 述断路器极零件有利地在中等电压或高电压电路断路器中使用。
[0021] 有用于形成内部真空断续器层21的材料可包含例如陶瓷等常规材料。虽然不限于 任何一个特定形状，但大体上真空断续器层21是圆柱形的且在圆柱的两端W例如金属盖封 闭。
[0022] 有用于形成外部绝缘套管层23的材料可包含常规材料，例如热固性塑料环氧树脂 混合物或热塑性塑料。用于绝缘套管层23的材料促成外部绝缘套管层23和断路器极零件总 体的外部介电强度和机械刚性的增加。
[0023] 本发明的一个优选实施例是针对用W制作断路器极零件的中间补偿层22。举例来 说，可通过使W下各者反应来制备中间补偿层22:
[0024] (I)环氧基封端的预聚物，和（II)固化剂，W形成弹性树脂固化材料。本发明中可 使用用于实行环氧基封端的预聚物与固化剂的反应W形成中间补偿层反应产物的任何众 所周知的方法。
[0025] 在一个实施例中，举例来说，W引用的方式并入本文中的W02012/030338A1中描述 可用于准备环氧基封端的预聚物弹性树脂（I)的过程。并且，在