用于制作斷路器極零件的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及用于制作斷路器極零件的方法。
【背景技術】
[0002] 斷路器極零件的構造可包含各種設計，且迄今為止，斷路器極零件已經由各種材 料制得。舉例來說，DE4A1公開一種斷路器極零件，其包含內部真空斷續器、中 間補償或補償層W及外部絕緣或絕緣套管，例如圖1所示。圖2為圖1的部分橫截面圖的放大 部分，其展示大體上由數字10指示的斷路器極零件，包含內部真空斷續器11、中間補償層 12、外部絕緣套管13W及安置于內部真空斷續器11與中間補償層12之間的粘合偶聯劑14; W及安置于中間補償層12與外部絕緣套管13之間的粘合偶聯劑。
[0003] 斷路器極零件通常集成于中等電壓或高電壓斷路器中，尤其是中等電壓斷路器。 中等電壓斷路器通常額定于高電流電平的IkV與72kV之間。關鍵的是包含斷路器極零件的 內部真空斷續器11、中間補償層12和外部絕緣套管13的斷路器極零件的構造材料能夠在運 些中等電壓或高電壓條件下操作。
[0004] 斷路器極零件中的中間補償層的主要目的是補償內部真空斷續器層中的材料與 極零件的外部套管層中的隔熱材料之間的不同熱膨脹系數，從而避免可能的裂縫起始。用 于補償層的最常用材料是娃酬橡膠。然而，由于娃酬橡膠展現對斷路器的內部和外部層的 不良粘附，因此娃酬橡膠趨于減損斷路器的電介質性質和耐久性。舉例來說， DE4A1公開一種斷路器極零件，其包含由娃酬材料制成的中間補償層，其對斷 路器極零件的性質有害。需要將緊緊地粘附到內部和外部層且具有超過2M化的剪切強度 (如通過ASTM 03528(1996)測得)的用于補償層的材料。
[000引美國專利申請公開案2008/0142485A1公開一種用于制作斷路器極零件的方法，其 中斷路器極零件的外部絕緣套管是在塑料注射模制工藝中制作，且其中內部真空腔室是通 過注射模制步驟囊封。所述絕緣套管優選地從塑料或橡膠彈性材料制作。在塑料嵌入之前， 可通過中間層包覆真空腔室。為了實現W上申請的斷路器極零件的不同邊界層之間的令人 滿意的兼容性，在W上應用中描述的方法中需要使用額外結合劑。另外，W上申請中描述的 用于結合劑的滲雜程序是耗時的。此外，所述申請中描述的方法需要若干個人執行滲雜過 程，其對于每一產品花費大約20分鐘(對于每一產品實行滲雜過程2次），且因此，W上申請 中用于制作斷路器極零件的公開程序是低效的。
[0006] EP2407990A1提供用于制作斷路器極零件的另一方法。在EP2407990A1中描述的方 法中，中間補償層由粘合材料組成，其組合機械補償功能與所述一個粘合中間補償層中的 粘合功能。所述粘合材料層通常具有0.5毫米到5毫米的厚度，且通過W固體形式膠封或結 合粘合材料或者W液體形式噴涂、涂覆或浸潰粘合材料而施加于內部真空腔室的表面上。 外部絕緣套管是選自環氧樹脂材料、熱塑料材料、娃酬橡膠材料或娃酬凝膠材料。在 EP2407990A1的方法中，粘合材料是選自丙締酸醋雙面粘合膜、熱烙膠膜、丙締基粘合劑、共 聚酷胺熱烙膠、聚酷胺、聚締控或聚醋。EP2407990A1中所公開的全部W上粘合材料都具有 不良機械性質。舉例來說，所述粘合材料當在150°C使用時具有小于IMPa的抗壓強度(通過 ASTM D 575(1991)測量），150°C是外部環氧樹脂套管的固化溫度。

【發明內容】

[0007] 本發明的斷路器極零件已經克服現有技術的斷路器極零件的結構的一些缺點。舉 例來說，本發明的斷路器極零件有利地并入有在150°C下具有超過IMPa的抗壓強度的補償 層；W及具有超過2MPa的剪切強度的內部和外部層。
[0008] 本發明的一個實施例是針對一種用于制作斷路器極零件的方法，其包含鄰接：（a) 內部真空斷續器層、（b)中間補償層和(C)外部絕緣套管層在一起，其中所述中間補償層安 置于所述內部真空斷續器層與所述外部絕緣套管層之間；其中所述層彼此集成W形成斷路 器極零件;并且其中所述中間補償層包括環氧基封端的預聚物與固化劑的反應產物。
[0009] 本發明的另一方面設及一種用于在中等電壓或高電壓斷路器中使用的斷路器極 零件，其包含(a)內部真空斷續器層、（b)中間補償層和(C)外部絕緣套管層;其中所述中間 補償層安置于所述內部真空斷續器層與所述外部絕緣套管層之間；其中所述層彼此集成W 形成斷路器極零件;并且其中所述中間補償層包括環氧基封端的預聚物與固化劑的反應產 物。
[0010] 所述環氧基封端的預聚物是例如通過使胺與過量的環氧化物反應而形成，其中例 如聚氧伸烷基胺的所述胺具有至少3個活性氨原子。
[0011] 在一個實施例中，所述中間補償層可通過使W上環氧基封端的預聚物與固化劑反 應而形成。舉例來說，所述固化劑可為具有2到5個活性氨原子的至少一種胺或至少一種聚 酷胺。所述胺固化環氧樹脂彈性材料組合娃酬橡膠的機械補償功能與極好的粘合劑性能。 舉例來說，胺固化環氧樹脂彈性材料的一個性質可包含當使用陶瓷材料和環氧樹脂材料時 超過2M化的剪切強度。因此，將胺固化環氧樹脂彈性材料引入到斷路器極零件中可將斷路 器極零件的局部放電減少到在額定電壓下小于大約0.1微微庫侖，甚至在-20°C到100°C的6 個循環之后也是如此。
[0012] 本發明的一個目標是針對通過使用胺固化環氧樹脂彈性材料用于斷路器極零件 的補償層來增加斷路器極零件中使用的補償層的結合強度。
[0013] 本發明的一些優點包含：（1)將具有斷路器極零件的內部和外部層的緩沖層的剪 切強度增加到超過大約2M化W使得制造程序簡化且最終產物的耐久性增強；W及(2)將緩 沖層抗壓強度保持為在150°C下超過大約IM化且將緩沖層的在150°C下8小時的重量損失保 持為最小或零W使得維持最終產物的完整性。
【附圖說明】
[0014] 出于說明本發明的目的，圖式示出本發明的當前優選形式。然而，應理解，本發明 不限于圖式中所示的實施例。
[0015] 圖1是展示現有技術的具有各種層的斷路器極零件的示意圖，所述各種層構成所 述斷路器極零件的結構。
[0016] 圖2是圖1中所示的現有技術斷路器極零件的各種層的橫截面圖放大部分。
[0017] 圖3是構成本發明的斷路器極零件的結構的包含補償層的各種層的橫截面圖放大 部分。
【具體實施方式】
[0018] 在一個寬廣范圍中，本發明包含用于制作斷路器極零件的方法，其包含將W下各 者鄰接在一起：（a)內部真空斷續器層，（b)中間補償層，和(C)外部絕緣套管層。所述斷路器 極零件有利地包含補償層，其中所述補償層是從可固化彈性環氧樹脂組成物或調配物得 到。舉例來說，所述中間補償層可包括環氧基封端的預聚物和固化劑的反應產物。另外，所 述中間補償層安置于內部真空斷續器層與外部絕緣套管層之間。
[0019] 用W形成補償層的可固化彈性環氧樹脂組合物包含例如(a)環氧樹脂；W及(b)硬 化劑。所述環氧樹脂廣義上包含通過使聚氧伸烷基胺與過量環氧化物反應而形成的環氧基 封端的預聚物。并且，所述硬化劑廣義地包含例如固化劑，例如至少一種胺或聚酷胺。
[0020] 參考圖3,展示大體上由數字20指示的斷路器極零件的一個實施例，其包含鄰接在 一起的內部真空斷續器層21、中間補償層22和外部絕緣套管層23。在一個實施例中，可例如 通過鄰接、結合和集成(a)內部真空斷續器層21、（b)中間補償層22和(C)外部絕緣套管層23 在一起而制作圖3中所示的斷路器極零件20。彼此集成的層形成斷路器極零件結構。中間補 償層22可為例如通過使（I)環氧基封端的預聚物與（II)固化劑反應而制備的反應產物。所 述斷路器極零件有利地在中等電壓或高電壓電路斷路器中使用。
[0021] 有用于形成內部真空斷續器層21的材料可包含例如陶瓷等常規材料。雖然不限于 任何一個特定形狀，但大體上真空斷續器層21是圓柱形的且在圓柱的兩端W例如金屬蓋封 閉。
[0022] 有用于形成外部絕緣套管層23的材料可包含常規材料，例如熱固性塑料環氧樹脂 混合物或熱塑性塑料。用于絕緣套管層23的材料促成外部絕緣套管層23和斷路器極零件總 體的外部介電強度和機械剛性的增加。
[0023] 本發明的一個優選實施例是針對用W制作斷路器極零件的中間補償層22。舉例來 說，可通過使W下各者反應來制備中間補償層22:
[0024] (I)環氧基封端的預聚物，和（II)固化劑，W形成彈性樹脂固化材料。本發明中可 使用用于實行環氧基封端的預聚物與固化劑的反應W形成中間補償層反應產物的任何眾 所周知的方法。
[0025] 在一個實施例中，舉例來說，W引用的方式并入本文中的W02012/030338A1中描述 可用于準備環氧基封端的預聚物彈性樹脂（I)的過程。并且，在