CN103891074A - 制造高电压气体绝缘式开关装置的绝缘器的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于气体绝缘式装置的绝缘器(1)、注射模具(15)及其制造方法。绝缘器(1)包括注射模制式绝缘盘(2)和导体(3)。绝缘盘(2)包括由内部突边(5)包围的中心开口(4)，导体(3)布置在中心开口(4)的内部。绝缘盘(2)由注射模制到导体(3)上的第一材料构成。

Description

制造高电压气体绝缘式开关装置的绝缘器的模具和方法

技术领域

本发明的各方面涉及用于气体绝缘式装置的绝缘器，特别地，涉及包括包围高电压导体的绝缘盘的绝缘器。另外的方面涉及包括这种绝缘器的气体绝缘式装置，并且涉及制造这种绝缘器的方法。

背景技术

气体绝缘式装置容纳高电压导体，诸如被施用高电压的铅导体。为了使高电压导体与其它构件和外部屏蔽和绝缘开，这种设备包括填充有绝缘气体(例如介电气体，诸如SF6)的接地金属封罩。

为了使高电压导体稳固地固定在装置容积的内部，使其处于足够远离接地封罩(诸如)以避免介电击穿的位置，在气体封罩的内部提供绝缘器。绝缘器在其外部边缘处固定到封罩上，并且绝缘器具有用于容纳高电压导体的中心开口。间隔件的主要部分是绝缘盘，在其中心处有开口。一些间隔件可具有附连到绝缘盘的外周边上的金属电枢环。电枢环可具有附连器件，诸如螺纹孔，附连器件允许绝缘盘稳固地附连到GIS封罩上。

长时间以来，为了制造GIS中的绝缘器，已经使用填充有氧化铝的环氧树脂作为基本材料。环氧树脂是具有良好的电绝缘属性和机械强度的材料，但也有缺点。环氧树脂在环境上不友好，而且制造过程(模制)复杂、耗时，而且因此成本也较高。环氧树脂绝缘器的额外的缺点是材料固有的脆弱性。如果加载得太高，这个脆弱性可导致不合需要的突然失效，并且因此需要密切控制，以确保恰当的部件功能。制造过程复杂，但生产稳定对于良好的部件品质是至关重要的。

EP2273641以ABB技术公司( ABB Technology AG)的名义提交且在2011年1月公布。它公开了一种用于气体绝缘式装置的间隔件。间隔件包括绝缘盘和围绕绝缘盘的外周缘延伸的电枢，并且预见了电枢固定绝缘盘。为了制造间隔件，将电枢定位在模制机的第一模制腔体中，使得形成第二模制腔体。使绝缘材料进入第二腔体中，然后使绝缘材料固化，使得电枢将绝缘盘固定在其中，从而形成绝缘器。绝缘器的电枢环可具有贯通通道(参见[0056]和图13)，贯通通道沿径向方向延伸穿过环，并且用来铸造模具。

JP2004104897A以富士电气控股有限公司(Fuji Electronic Holding Ltd.)的名称提交，并且它涉及使用可容易地再循环的热塑性树脂制造用于气体绝缘式电力设备的间隔件。沿导体的轴向方向将间隔件的绝缘本体分成多个层。使用热塑性树脂来形成各个层，并且一体地组合分开的本体。通过分开绝缘本体，可使各个分开的本体的厚度减小，从而使得能够用热塑性树脂来注射模制各个分开的本体。使层组合成处于空心壳状况，并且通过粘合、配合或熔合来部分地或全部连结层，从而获得所需机械强度和绝缘强度。这个解决方案的一个缺点在于，绝缘器往往包括对电场有影响的夹杂物。另一个缺点是产品制造困难。

US4263476授权给电力科学研究院(Electric Power Research Institute)且在1979年公布。它涉及一种具有单个绝缘器结构的注射模制式绝缘器，它在伸长的柔性气体绝缘式电缆中使用。绝缘器由两个半部组成，半部闭锁在一起，并且通过注射模制过程用任何适当的塑料材料制成。该专利描述了该绝缘器将优选地在用于高电压传输系统(处于高电压(345000伏)，具有较低的频率(60赫兹))的柔性气体绝缘电缆中使用。电缆的中心导体由绝缘器支承在外部波纹状壳体内。壳体填充有处于正压(例如，两至三个大气压)的电负性气体，诸如SF6。

FE2062268以Areva SA.的名义提交且在2008年3月公布。它涉及一种用于高电压或中等电压装置的绝缘支承件。绝缘支承件基于绝缘聚合物材料，它在其一端处至少包括包含复合材料的区，复合材料包括由带有导电填料的绝缘聚合物材料制成的基质，导电填料是可能封装矿物填料的聚合物填料。

US7795541B授权给Areva SA.。它首先在2006年公布，并且涉及用于中等电压或高电压电力装备的绝缘装置，绝缘装置在封罩的内部呈盘形，它用作的电导体的支承件。盘由热塑性聚酯制成。可使用传统加工工具用厚板开始制造盘，并且可对盘提供特定组件，例如为了有利于组装或连接支承在盘上的导体。

根据现有技术，很久以来就了解了热塑性材料的注射模制的过程。热塑性材料的注射模制的较特殊类型的过程被称为注射压缩模制。这个过程常常用来制造薄壁式产品。

Aeriola GmbH的DE 437337在1925年公开，并且涉及针对电气技术应用，用绝缘材料(绝缘体)制造部件的程序。目标是通过同时结合注射和压缩方法，在单个步骤程序中制造具有有光泽表面的绝缘体。将液化材料填充到模具腔体中。在模具腔体充分填充之后，使用柱塞来对腔体中的软材料施加足够的压力，使得材料完全填充模具腔体，并且实现有光泽表面。

授权给Plinkington Vision Care公司的US 4836960A首次在1988年10月15日公开。它涉及用于通过热塑性材料的注射/压缩模制来制造光学透镜的方法和设备。将选定的一对模具插件置于套管的膛孔中，其中前表面和后表面以相对的关系形成光学表面，以限定模具腔体。将组件加热到高于待模制的热塑性塑料的玻璃转化温度的温度。注射端口延伸通过套管到达膛孔，并且定位成将流体热塑性材料注射到腔体中。在注射热塑性材料之后，将模具插件压缩在一起，并且多余的热塑性塑料被推出模具腔体。然后模具插件相对于套管一起平移，以使注射端口与腔体分开。然后在模具插件上保持压缩压力，同时模具组件冷却到玻璃转化温度以下。从套管中拉出模具插件，并且移除完成的透镜。

授权给Techsight控股公司的US4008031A首次在1977年2月15日公开。它描述了一种用于在单个注射模制操作中注射模制热塑性透镜的设备。可移动的光学插件(模子)被注射的聚碳酸酯分开。然后，将插件推到一起，从而将注射式聚碳酸酯的一部分推到穴口中。

Ankerwerk Gebr Goller的CH 354939A在1961年公开。它涉及一种用于用热塑性材料产生物品的过程。将热塑性材料注射到未尚完全封闭的注射模具中。在注射填充封闭模具的腔体所需的所有热塑性材料之前，封闭机构开始封闭模具。在封闭模具的期间，不断注射另外的热塑性材料，使得阻止热塑性材料在喷嘴中凝固。

Demag Kunststofftechnik GmbH的DE2914076A首次在1980年1月16日公开。它涉及一种用于在注射模制机上注射压缩模制塑料部件的程序。使用包括肘形杠杆机构和液压压力缓冲器的模具封闭机构来将成形板驱动到封闭位置附近的位置上。之后，注射塑料材料，然后通过提高压力缓冲器中的压力来完全封闭成形板。

Mobius and Ruppert KG 的WO 9635569A首次在1996年6月13日公开。它涉及一种用于生产具有大面积和薄壁的塑料对象的装置。该装置具有下部和上部模子区段，它们可围绕连接轴抵靠着彼此枢转。连接轴通过入口开口而延伸到模制室中，模制室可在楔形加宽位置和对应于塑料对象的位置之间改变。为了能够容易地经受住在模子的下部和上部区段挤压到一起(甚至处于高压)时产生的反作用力，上部模子区段在连接轴的区域中具有压制装置，抑制装置临时抵靠着模子区段挤压上部模子区段。

Demag Ergotech GmbH的WO 07096144首次在2007年8月3日公开。它涉及一种用于通过将熔化塑料注射到模子中来生产薄壁式塑料模具的过程，模子具有至少一个固定的模子半部和至少一个可移动的模子半部。在模子的打开条件下，在两个模子半部之间形成孔口间隙。在可移动的模子半部移动到固定的模子半部上的期间，在将熔化塑料注射到模子中的同时，模子半部之间的孔口间隙不断减小。

JP 2001-67962首次在2001年2月16日公开。它涉及一种用于对填充有绝缘气体的接地金属容器中的高电压导体进行绝缘和支承的绝缘间隔件。布置成紧挨着高电压导体的高张力侧部屏蔽件与导体区段一体地形成。低张力的外部屏蔽件由填充的金属一体地形成。与环氧树脂制成的绝缘部件一体地进行铸造。

Nissin Electric有限公司的JP 2010-161065首次在2010年7月22日公开。它涉及一种绝缘间隔件，其通过在绝缘部件和嵌入导体之间的形状较简单的接头表面而具有高的不透气性。绝缘间隔件包括绝缘部件和嵌在绝缘部件内部的导体。

发明内容

本发明涉及用于制造用于气体绝缘式装置(特别是用于高电压装置)的绝缘器的方法，以及适于执行该方法的注射模具，以及根据该方法所制成的注射模制式绝缘器。

在下文，用语高电压要理解为电力装置(例如气体绝缘式装置)中的标称电压，电力装置具有一般超过1000伏，并且特别是超过大约50000伏的标称电压。

绝缘器通常具有盘形，并且由热塑性材料制成，这克服了现有技术中固有的缺点。优选使用的热塑性材料具有可延展性，并且因此更不容易失效。用后面描述的注射模制过程来产生绝缘盘。优点为：循环时间减少，自动化程度提高，材料准备不那么复杂，最终部件中的残余应力减小，几何构造精确，较少收缩。

在优选实施例中，根据本发明的绝缘器包括注射模制式绝缘盘和导体。绝缘盘包括由内部突边(bead)包围的中心开口，导体布置在中心开口的内部。绝缘盘进一步包括包围绝缘盘的外部突边。外部突边适于将绝缘盘安装在气体绝缘式装置中。在优选实施例中，绝缘盘至少部分地注射模制到导体上，例如其中绝缘盘注射模制到导体的外表面上。

备选地或另外，中间层布置在导体和绝缘盘之间。中间层例如是用以促进导体和聚合物之间的粘结的底漆。另外，底漆可协助控制金属聚合物界面附近的电场。

导体可包括齿，齿直接或间接与绝缘盘接合，以实现贴切配合。内部突边可与导体至少部分地隔开一间隙。如果合适的话，过渡器件布置在间隙中，从而互连内部突边和导体。固定器件可布置间隙的内部，从而相对于绝缘盘来定位导体。固定器件可为至少一个周向固定肋和/或沿轴向方向布置的至少一个固定肋(轴向固定肋)。固定器件可一体地连接到绝缘盘上。

在实施例中，本发明涉及一种用于制造绝缘器的注射模具，所述绝缘器包括：具有中心开口以及内部突边和外部突边的绝缘盘；布置在绝缘盘的中心开口中的导体。模具大体包括：第一模具半部、沿着分离面与第一模具半部对接的第二模具半部、对应于绝缘盘的至少一个腔体，腔体被第一和第二模具半部包围。模具可进一步包括：至少一个适配器(adaptor)，适配器适于在注射模制绝缘盘的期间接收和临时固定导体；布置在第一模具半部处的至少一个注射喷嘴，注射喷嘴布置成直接或间接地排到至少一个腔体中。取决于绝缘器的应用领域和设计，使用至少两个不同的注射喷嘴来注射材料是可行的。注射模具可包括至少一个适配器，适配器可形成一个模具半部的一部分。至少一个适配器可具有大体圆柱形的形状。至少一个适配器可包括用以临时接收和固定导体的夹持器件。至少一个适配器可布置成可独立于模具半部的移动而移位。至少一个适配器可布置成可克服弹簧力而移位。如果独立于导体而制造绝缘盘，则使用后来被导体取代的模造物是可行的。将模造物置于模具中，而非适配器中。如果需要，形成绝缘盘的内部的区可完全结合在模具中。注射模具可包括至少一个顶推器。顶推器优选布置在第二模具半部处，以从注射模具中顶推出绝缘器。至少一个顶推器可布置在绝缘盘的外部缘边的区域中，并且对绝缘盘的外部缘边起作用。备选地或另外，至少一个顶推器可布置在绝缘盘的导体的区域中，并且对绝缘盘的导体起作用。另外的顶推器可布置在它们之间。

至少一个注射喷嘴可在绝缘盘的外部缘边的区中排到腔体中。此外，备选地或另外，至少一个注射喷嘴可通过布置在导体和/或另一个模具部件中的至少一个通道而排到腔体中。备选地或另外，至少一个注射喷嘴可通过设计成用作膜状浇口(film gate)的至少一个间隙而排到腔体中。至少一个间隙可互连到室中，材料首先排到该室中。至少一个间隙可在周向方向上具有不同的几何构造，和/或具有几个节段。

在优选实施例中，通过相对于绝缘盘布置在周向位置处的至少一个第一分配通道来注射材料。分配通道至少部分地包围绝缘盘。如果合适，分配通道可分成几个节段。

用于制造上面描述的绝缘盘的方法大体包括以下方法步骤：

a. 提供注射模具，注射模具具有：

　　i. 第一模具半部；

　　ii. 沿着分离面与第一模具半部对接的第二模具半部；

　　iii. 对应于绝缘器的腔体，其被第一和第二模具半部包围；

　　iv. 布置在第一模具半部处的至少一个注射喷嘴，其适于将液化材料直接或间接地排到腔体中；

b. 通过使第一模具半部相对于第二模具半部移动直到腔体闭合，来闭合模具；

c. 通过至少一个注射喷嘴注射液化材料；

d. 通过使第一模具半部(16)相对于第二模具半部(17)移动来打开模具；以及

e. 从模具腔体(17)中移除绝缘器。

如果需要，可行的是在模具中提供至少一个适配器，适配器适于在注射模制绝缘盘的期间接收和临时固定导体。在这种情况下，在将液化材料注射到腔体中之前，通过使第一模具半部相对于第二模具半部沿第一方向移动来打开模具。然后，将导体附连到至少一个适配器上，并且后续闭合模具。

模具的至少一部分可布置成可移动，以减小腔体的容积，并且从而在注射液化材料之后和/或在注射期间，压缩腔体中的材料。通过这个压缩步骤，可改进绝缘盘的表面的品质。可通过使模具半部从第一位置相对地移动到第二闭合位置来执行压缩步骤。备选地或另外，可将至少一个模具半部的至少一个节段设计成可独立于模具半部的移动而移动。例如，对于压缩步骤，外部突边的区中的环状节段可布置成可移动。因而在绝缘盘的功能关键区中避免有分离线是可行的。

如果合适，启动至少一个顶推器，以从注射模具中顶推出绝缘器。多个注射喷嘴可围绕模具的中心布置成至少一个同心排或至少一个组。多个注射喷嘴可同时或按顺序启动，例如其中至少两个注射喷嘴在不同时间启动，以获得均匀的材料分布。可对导体的外表面进行表面处理，以及/或者用涂层材料涂履导体的外表面，以提高注射模制到外表面上的材料的粘合性。

在实施例中，第一材料是以下材料组成的组中的至少一个：聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯)、聚酰胺(PA)、聚砜(例如PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)、酚醛(PE)、不饱和聚酯(UP)、聚亚安酯(PUR和PU)。第一材料可包括以下填料材料组成的组中的至少一个填料材料：聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚亚安酯、聚亚烃基对羟基苯甲酸盐(polyalkylene paraoxybenzoate)、苯酚型、羊毛、丝绸、棉花、人造丝、醋酸纤维素、亚麻、苎麻、黄麻、芳族聚酸胺纤维、玻璃、海泡石、钛酸钾、陶瓷、氧化铝、硅酸钙、矿毛绝缘纤维。第二材料可为以下材料组中的至少一个：热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚亚安酯(TPU)、环氧树脂或聚亚安酯(PUR或PU)。第三材料可填充在由至少两个肋界定的空间中。备选地或另外，第三材料可用来涂覆绝缘盘的侧表面(壁)和/或肋。所述第三材料可为以下组成的组中的至少一个：热塑性弹性体(TPRE)、热塑性聚亚安酯(TPU)、聚亚安酯(PUR或PU)或硅树脂。为了经济地制造绝缘器，第一材料优选为以下材料组成的组中的至少一个：聚酯(例如PET、PBT)、聚酰胺(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)、酚醛(PF)、不饱和聚酯(UP)或聚亚安酯(PUR和PU)。为了获得高的热稳定性，以下聚合物组成的组中的至少一个是优选的：聚砜(例如PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)。

如果合适的话，通过布置在导体外部的至少一个通道来注射材料。可通过布置在导体内部的通道，以及/或者通过直接注射到间隙中，来注射第二材料。在注射材料之前，可将导体预热到规定的温度。由于这个原因，模具可包括用以互连到布置在导体中的至少一个通道上的合适器件(例如呈合适的连接通道的形式)。备选地或另外，可将模具设计成使得可从外部直接接近导体，即，模具包括开口，当导体(相应地，布置在导体中的通道)布置在封闭模具的内部时，可通过该开口从外部接近导体。模具可包括适配器，适配器用以在注射模制过程期间接收和临时固定导体。适配器可设计成可互换的，使得可用同一模具处理不同的导体。如果合适，适配器可为模具的腔体的一部分，从而至少部分地与注射模制的材料接触。

关于本申请中公开且可由本申请中公开的方法产生的有创造性的绝缘器的优点被赋予其中建设有至少一个这种绝缘盘的中等电压或高电压开关装置。

附图说明

根据下文给出的详细描述和附图，将更全面地理解本文描述的发明，本发明不应被理解为局限于所附权利要求中描述的发明。

图1显示根据本发明的绝缘盘的透视图；

图2显示根据图1的绝缘盘的俯视图；

图3显示沿着截面线AA的截面图；

图4显示绝缘器的第二实施例的部分地剖开的分解图；

图5显示部分地剖开的绝缘器的第三实施例；

图6显示用于制造绝缘盘的注射模具的第一实施例的俯视图；

图7显示沿着图6的截面线BB的截面图；

图8显示部分地剖开、处于打开位置的根据图6的模具；

图9显示用于制造绝缘盘的注射模具的第二实施例的俯视图；

图10显示沿着根据图9的截面线CC的截面图；

图11显示根据图10的细节D；

图12显示用于制造绝缘盘的注射模具的第三实施例的俯视图；

图13显示沿着根据图12的截面线EE的截面图；

图14显示根据图13的细节F；

图15显示用于制造绝缘盘的注射模具的第四实施例的俯视图；

图16显示沿着根据图15的截面线GG的截面图；

图17显示根据图16的细节H。

具体实施方式

当结合附图阅读时，将更好地理解以上概述和优选实施例的以下详细描述。为了说明本发明，在图显示了多个实施例，其中，相同标号在多幅图中表示相似部件，但要理解的是，本发明不限于公开的具体方法和手段。

图1显示根据本发明的绝缘器1的第一实施例的透视图。图2显示根据图1的绝缘器的正视图，而图3显示沿着根据图2的剖面线AA的绝缘器1的截面图。

图4显示绝缘器1的第二实施例的部分地剖开的透视分解图。以虚线显示隐藏的线。

图5显示绝缘器1的第三实施例的部分地剖开的透视图。

绝缘器1包括导体3，在安装位置上，导体3布置在绝缘盘2的中心开口4中。如显示的那样，绝缘盘2可包括内部突边5和外部突边6，内部突边5和外部突边6相对于内部和外部来界定绝缘盘2。通过可具有特定设计(例如多个径向凹口和径向突起)的外部突边6，绝缘器1例如安装在气体绝缘式装置(未详细显示)的内部。如根据图5的实施例中显示的那样，外部突边可被由另一种材料(诸如金属或另一种适当的材料)制成的外部环37包围或取代。至少一个场导引电极38可布置在绝缘盘2内部。至少一个场导引电极可互连到内部导体3或外部环37上。

如果合适，至少可对导体3的外表面11涂覆底漆，以促进导体和聚合物之间的粘合性。另外，可预见底漆协助控制金属聚合物界面附近的电场。导体可经受表面处理，以提高结合过程，即，喷砂或提高结合表面之间的结合力的任何其它处理。如可在根据图3的截面图中看到的那样，显示的实施例的导体3包括齿13，齿13与绝缘盘2贴切地配合。绝缘盘2注射模制到导体3上。

如图4和5中显示的那样，导体3和绝缘盘2至少部分地隔开定距间隙40，定距间隙40可至少部分地填充有第二材料10，如图5中显示的那样。绝缘器3可被沿径向方向(参见图4)和/或周向方向(参见图5)布置的至少一个加强肋12保持处于中心。加强肋12用作固定器件。如图4中显示的那样，可独立地制造绝缘盘2，并且然后可在后面的阶段插入导体3，如箭头b示意性地指示的那样，从绝缘盘上方的位置(参见导体3的位置3.1)插入到绝缘盘2内部的位置(参见导体3的位置3.2)。

如上面提到的那样，通过第一材料的注射模制来制造绝缘盘2。可在一个或多个步骤中执行注射模制过程。导体3优选置于单个或多个模具的内部。如果需要，可通过特殊的模具移动来压缩为了形成盘而注射的材料(注射压缩)。

注射压缩模制过程可进一步增加注射模制过程的优点，尤其是在压缩步骤期间，通过在模具腔体中分布均匀的压力来帮助减小部件中的残余应力。这个有利的压力分布还将产生优良的表面品质——当与镜面抛光式模具腔体表面结合起来使用时。具有尽可能低的表面粗糙度的绝缘器表面的另一个优点在于，与具有较高的粗糙度的绝缘器表面相比，电场在绝缘器表面处在局部上不那么强烈。在下文中，用语表面粗糙度要理解为表面品质，即，实际表面相对于其理想形式的竖向偏差量。这些偏差大体涉及本体的表面上的波峰/波谷的大小和数量。如果这些偏差较大，则表面粗糙；如果偏差小，则表面光滑。表面粗糙度值越低，则一旦绝缘盘处于高电压气体绝缘式装置的运行状态中，局部的电场强度就越低。这个关于注射压缩模制产生的作用和优点的解释不限于这个特定实施例，而是同样适用于本申请中公开的所有其余实施例。

如可在显示的实施例中看到的那样，内部突边5和/或外部突边6可由加强肋7支撑，例如为了提高绝缘盘2的机械稳定性。如果不需要，则可避免有肋7。备选地或另外，可预见在注射液化材料的期间，肋7分配和导引液化材料。因此肋7可与至少一个注射开口对齐。肋7例如至少部分地在周向方向上可具有不同的布置/型式。在一些径向加强肋7之间，壁8沿周向方向布置。如果需要，壁8可省略，以及由开口(交叉端口)9取代。交叉端口9阻止气体绝缘式装置的两个相邻区段相对于彼此气密地密封。如果需要，两个加强肋之间的空间可至少部分地填充有由第三材料制成的填料14(由阴影区示意性地指示)，如上面提到的那样。如果需要，完整的侧表面或者仅其特定部分可由第三和/或第四材料覆盖。

图6-17以示意性和简化的方式显示用于绝缘器1的注射模制的注射模具(多个模具)15的多个实施例。

注射模具15大体包括第一模具半部16和第二模具半部17，它们沿着分离面18彼此对接。在封闭位置上，第一模具半部16和第二模具半部17包围(相应地，形成)腔体19，可通过一个或多个注射喷嘴20将处于液化状态的材料注射到腔体19中，以形成绝缘盘2。根据本发明，注射喷嘴20优选布置成直接排到腔体19中。此外有利的是，当注射喷嘴布置在绝缘体盘2的外部缘边6的区中时。注射喷嘴20例如可围绕模具15的中心(导体3的位置)布置成一排或多个排。为了最佳结果，以及如果需要，可在不同的时间点(相对于彼此按顺序)启动至少两个喷嘴20。如果需要，可单独调节各个喷嘴的模内流。在显示的实施例中，注射喷嘴20布置在第一模具半部16中。注射喷嘴20例如是针型，其各自包括用于塑化材料的模内流的针21。未详细显示塑化单元和用于将塑化材料分配到喷嘴20的通道。可取决于例如注射材料、流量需求，来选择其它类型的喷嘴和分配通道。

此外，注射模具15包括一排或多排或一组或多组顶推器22，顶推器22布置在第二模具半部17中。顶推器22例如布置成使得它们直接或间接地作用于内部导体3和/或内部缘边5和/或外部缘边6和/或肋7和/或壁上。

模具可进一步包括第一适配器23，预见到第一适配器23在注射模制过程期间接收和临时固定导体3。导体3形成模具15的一部分，即，通过外表面11提供模具腔体的一部分。第一适配器23可设计成可互换的，使得可用同一模具处理不同的导体，或者同一适配器可使用在用于产生不同的绝缘盘2的不同的模具中。模具可包括第二适配器24，第二适配器24通常布置成与第一适配器23相对。第一适配器23和/或第二适配器24可布置成例如克服弹簧26的力而可偏转，以补偿模具移动。

后续，更特别地描述注射模具的实施例。根据图6-8，显示了注射模具15处于封闭位置。第二模具半部17在这里包括布置成可沿竖向方向(z轴)移动的销形第一顶推器22。它们定位在绝缘盘2的外部突边6的区中。第二顶推器23结合在第二适配器25中。它们适于临时固定导体3，其中它们适于与导体3的对应的孔27接合。在显示的实施例中，绝缘盘2和/或导体3在形状上设置成使得当模具15打开时，绝缘器1保持附连在第二模具半部处。在注射材料充分固化之后，可通过同时启动第一和第二顶推器23来从第二模具半部中顶推出绝缘器1。第一外部顶推器22和第二内部顶推器23的特定布置和协作的一个优点在于，可避免损害绝缘盘2的侧表面。

在图8中，显示了绝缘器1在第一模具半部16和第二模具半部17(全部都以部分地剖开的方式显示)之间。绝缘器1的设计大体对应于图1-3中显示的绝缘器的设计。与图1-3中显示的实施例不同，图6-8中显示的实施例具有带有大体球形的外表面11的导体，在制造之后，外表面11结合到绝缘盘2的对应的内表面上。形状优选设计成使得由于绝缘盘的材料在固化期间收缩而增加结合作用。通过形状的特殊设计，可调节最大峰值应力。其它形状是可行的。此外，可用合适的材料涂覆外表面11，例如聚亚安酯涂层或橡胶状材料，以保护表面不被刮伤，或者改进冲击性能。此外，可应用涂层来实现比模制式绝缘器本体的表面粗糙度值小得多的表面粗糙度值。表面粗糙度值越小，则一旦绝缘盘处于高电压气体绝缘式装置的运行状态中，局部强烈的电场就越小。

如果要涂覆绝缘盘2的外表面41，则将一层或多层相同或不同的涂层材料施用到腔体的对应的内表面42上是可行的。然后将所述涂层层结合到注射到腔体17中的材料上，从而形成绝缘盘。如果需要，可使模具半部带电荷，以提高对至少一层涂层材料的临时固定。

例如可预见在合适地放置的顶推器22、23和/或至少一个适配器24、25的区中对模具通气。顶推器22、23和/或至少一个适配器24、25可沿着它们的外表面或对应的元件包括一个或多个通气通道(未显示)。

显示了根据图9-11的注射模具15处于部分地打开的位置。通过喷嘴20将用于形成绝缘盘2的材料直接注射到腔体19中。显示了模具15由于第一模具半部16相对地移动远离第二模具半部17而沿着分离面18部分地打开。如可看到的那样，已经在模具15封闭时，通过喷嘴20将塑化材料注射到腔体19中来制造好了绝缘器2。绝缘盘2牢固地结合到导体3上，导体3与布置在第一模具半部16的侧部上的第一适配器24隔开。如示意性地显示的那样，第二适配器25布置在导体3后面。第二适配器25可克服弹簧26的力，独立于第二模具半部的移动而移位。这里显示的模具允许注射和压缩注射到腔体19中的材料。模具15设计成在模具半部16、17封闭且至少部分地注射材料之后，模具半部16、17可通过相对于彼此移动而进一步封闭，腔体的容积可减小，并且因此腔体19中的材料进一步被压缩。在压缩过程期间，第二适配器25被向上挤压，并且从而弹簧26受压收缩。为了避免注射材料泄漏出腔体19，模具半部16、17包括第一壁区段28和第二壁区段29(参见图11)，壁区段布置成沿竖向方向(z)彼此相对地延伸，并且在模具半部16、17的封闭期间，密封地对接。至少一个壁28、29可具有促进模具15封闭的导入表面。如可看到的那样，顶推器22布置在绝缘盘2的外部突边6的区域中。备选地或另外，另外的顶推器可布置成沿模具中心的方向进一步沿径向向外，例如在肋17的区中。第二适配器25可用来支持从第二模具半部16中顶推出绝缘盘。为了在注射器打开期间，安全地将注射器1固定在第二模具半部17上，可包括壁区段，壁区段沿竖向方向形成小底切，并且从而提供规定的附连力。

为了提供压缩阶段，仅移动模具的一节段，而非整个模具半部16、17是可行的。节段(未显示)例如可具有例如沿着外部突边6布置的环状形状。因而在关键区中避免有分离线是可行的。可独立于模具半部16、17来驱动该节段。

显示了根据图12-14的注射模具15处于封闭位置。图13显示沿着根据图12的截面线EE的截面图。图14显示图13的细节F。如可在图14中最佳地看到的那样，环形室31包围绝缘盘2的外部突边6。喷嘴20排到环形室31中。环形室21通过形成于第一模具半部16和第二模具半部17之间的间隙32而互连到外部突边6上。间隙32用作膜状浇口。环形间隙32可在周向方向上具有适于外部突边6的设计的不同的几何构造，尤其是当外部突边6具有不同的设计(例如包括多个径向山凹口和径向突起)时。在注射材料的期间，环形室31由液化材料填充。然后，材料通过间隙32进入到腔体19中。在显示的实施例中，间隙32的扩张量(厚度)和环形室31的容积的大小取决于第一模具半部16和第二模具半部17的相对位置。如果需要，可行的是将环形室设计成使得它不是具有可变容积，而是具有恒定容积，例如通过将环形室结合到一个模具半部16、17中。通过这个实施例，在材料固化期间，压缩通过喷嘴20注射的材料，以获得非常好的结果变得可行。备选地或另外，将模具设计成使得通过模具移动，(自动)剪断由环形外部室31和(如果存在)外部间隙32形成的环31、32是可行的。顶推器22从第二模具半部中顶推出绝缘盘2，在这里，顶推器22布置成对外部缘边6起作用。

显示了根据图15-17的注射模具15处于封闭位置。图16显示沿着图15的截面线GG的错列截面图。图17显示图16的细节H。显示了模具15处于封闭位置。导体夹持在第一模具半部16和第二模具半部17之间，并且由第一适配器24和第二适配器25固定。导体3包括适于连接到注射喷嘴20上的入口开口33。入口开口33互连到在这里布置成星形的通道34上，通道34沿径向方向连接到环形室35上。环形室35由周向间隙36互连。备选地或另外，通道34可直接连接到腔体19上，这使得导体3的形状不那么复杂。

在显示的实施例中，绝缘盘2被例如由金属或另一种适当的材料制成的外部环37包围。当模具15处于打开位置时，导体3和外部环37插入到腔体19中。导体3以加载弹簧的方式固定在第一适配器24和第二适配器25之间，外部环37夹持在第一模具半部16和第二模具半部17之间。导体3和外部环37是腔体19的内壁的一部分。此外，外部环通过桥接件39而互连到场导引电极38上。如可看到的那样，模具设计成可从外部直接接近导体3，即，模具包括开口39，当导体3布置在封闭模具15的内部时，可通过开口39从外部接近导体3，相应地接近布置在导体3中的通道34。

部件列表

a中心轴线

b竖向移动

1绝缘器

2绝缘盘

3导体

4中心开口

5内部突边

6外部突边

7加强肋

8壁

9交叉端口

10第二材料(间隙)

11外表面(导体)

12定距肋

13齿

14填料(填料材料)

15注射模具

16第一模具半部

17第二模具半部

18分离面

19腔体

20喷嘴

21针

22第一顶推器

23第二顶推器

24第一适配器

25第二适配器

26弹簧

27孔(用于固定导体)

28第一壁区段

29第二壁区段

30导入表面

31室(外部环形室)

32间隙(外部)

33入口开口

34通道

35环形室(内部环形室)

36间隙(内部)

37外部环

38场导引电极

39开口(在第一适配器中)

40定距间隙

41外表面(绝缘盘2)

42腔体的内表面。

Claims (31)

1.一种用于制造绝缘器(1)的注射模具(15)，所述绝缘器(1)包括：

a.绝缘盘(2)，其具有中心开口(4)，以及内部突边(5)和外部突边(6)；

b.布置在所述绝缘盘的中心开口(4)中的导体(3)；

所述模具包括：

c.第一模具半部(16)；

d.第二模具半部(17)，其沿着分离面(18)与所述第一模具半部(16)对接；

e.对应于所述绝缘盘(2)的腔体(19)，其被所述第一模具半部和所述第二模具半部(16，17)包围；

f.布置在所述第一模具半部(16)处的至少一个注射喷嘴(20)，其排到所述腔体(19)中。

2.根据权利要求1所述的注射模具(15)，其特征在于，所述注射模具(15)包括适于在所述绝缘盘的注射模制期间接收和临时固定导体(3)的至少一个适配器(24，25)。

3.根据权利要求2所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个适配器(24，25)是所述模具半部(16，17)中的一个的一部分。

4.根据权利要求2或3所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个适配器(24，25)大体具有圆柱形形状。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个适配器(24，25)具有用以临时固定所述导体(3)的夹持器件(23)。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述注射模具(15)，其特征在于，至少一个适配器(24，25)布置成可独立于所述模具半部(16，17)的移动而移位。

7.根据权利要求6所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个适配器(24，25)布置成可克服弹簧(26)的力而移位。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，所述模具的至少一个区布置成可移位，以在注射之后压缩所述材料。

9.根据权利要求8所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个区是模具半部。

10.根据权利要求8所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个区是布置成可独立于所述模具半部(16，17)而移动的节段或环。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，至少一个顶推器(22)布置在所述第二模具半部处，以从所述注射模具(15)中顶推出所述绝缘器(1)。

12.根据权利要求11所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个顶推器(22)布置在所述绝缘盘(2)的外部缘边(6)的区域中。

13.根据权利要求11或12所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个顶推器(22)布置在所述绝缘盘(2)的导体(3)的区域中。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，至少一个注射喷嘴(20)在绝缘盘(2)的外部缘边(6)中排到所述腔体(19)中。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，至少一个注射喷嘴(20)通过布置在所述导体(3)中的至少一个通道(34)来排到所述腔体(19)中。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，至少一个注射喷嘴(20)通过至少一个间隙(32，36)来排到所述腔体(19)中。

17.根据权利要求16所述的注射模具(15)，其特征在于，所述至少一个间隙(32，36)设计成互连到室(31，35)上的膜状浇口，所述材料排到所述室(31，35)中。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，所述绝缘器(1)是电绝缘器。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，所述绝缘器(1)是在超过大约1000伏的标称电压下进行高电压使用的电绝缘器。

20.根据前述权利要求中的任一项所述的注射模具(15)，其特征在于，所述绝缘器(1)是设计成在气体绝缘式装置中使用的电绝缘器。

21.一种制造绝缘盘(1)的方法，所述绝缘盘包括：

a.绝缘盘(2)，其具有中心开口(4)，以及内部突边(5)和外部突边(6)；

b.布置在所述绝缘盘的中心开口(4)中的导体(3)；

所述方法包括以下方法步骤：

c.提供注射模具，所述注射模具具有：

　　i.第一模具半部(16)；

　　ii.第二模具半部(17)，其沿着分离面(18)与所述第一模具半部(16)对接；

　　iii. 对应于所述绝缘器(1)的腔体(19)，其被所述第一模具半部和所述第二模具半部(16，17)包围；

　　iv. 布置在所述第一模具半部(16)处的至少一个注射喷嘴(20)，其适于直接或间接地将液化材料排到所述腔体(19)中；

d.通过使所述第一模具半部(16)相对于所述第二模具半部(17)相对地移动直到所述腔体(17)封闭，来封闭所述模具(1)；

e.通过所述至少一个注射喷嘴来注射液化材料；

f.通过使所述第一模具半部(16)相对于所述第二模具半部(17)相对地移动来打开所述模具(15)；以及

g.从所述模具腔体(17)中移除所述绝缘器(1)。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述模具(15)中提供至少一个适配器(24，25)，所述至少一个适配器(24，25)适于在所述绝缘盘的注射模制期间且在将液化材料注射到所述腔体(17)中，通过使所述第一模具半部(16)相对于所述第二模具半部(17)沿第一方向(z)相对地移动来打开所述模具(15)，以及将导体(3)附连到所述至少一个适配器(23，24)上之前，接收和临时固定导体(3)。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述模具(15)的至少一部分布置成可移动，以在注射所述液化材料之后和/或在注射所述液化材料期间，减小所述腔体(17)的容积，以及从而在所述腔体中压缩所述材料。

24.根据权利要求21至23中的任一项所述的方法，其特征在于，启动布置在所述第二模具半部(17)处的至少一个顶推器(22)，以从所述注射模具(15)中顶推出所述绝缘器(1)。

25.根据权利要求21至24中的任一项所述的方法，其特征在于，提供多个注射喷嘴(20)，所述注射喷嘴(20)围绕所述模具(15)的中心布置成至少一个同心排或组。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，存在具有不同设计的多个注射喷嘴(20)。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，所述多个注射喷嘴(20)同时启动。

28.根据权利要求25至27中的任一项所述的方法，其特征在于，至少两个注射喷嘴(20)不同时启动。

29.根据权利要求21至28中的任一项所述的方法，其特征在于，通过表面处理来处理所述导体的外表面，并且/或者用涂层材料涂覆所述导体的外表面，以提高注射模制到所述外表面上的材料的结合性。

30.根据权利要求21至29中的任一项所述的方法，其特征在于，通过表面处理来处理所述绝缘器的外表面，并且/或者用涂层材料涂覆所述绝缘器的外表面，以保护所述表面以免磨损，以及防止表面电荷。

31.通过根据权利要求21至30中的任一项所述的方法所产生的绝缘器(1)在中等电压或高电压开关装置中的使用。

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