CN111933475B - 一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关；所述隔离开关包括底架1、第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3、导电回路、静侧触指座5、动侧触指座4；所述导电回路包括导电闸刀9、动触头10、静触头11、动侧接线板8、静侧接线板7；所述导电回路采用全封闭结构，隔离开关合闸后，导电回路被完全封闭于绝缘材料内部。本发明还提供了一种橡胶包覆材料，通过对导电闸刀进行包覆，使绝缘层和导体贴合紧密，提高隔离开关导电闸刀包覆材料强度、耐磨性、散热性、抗老化性能、抗冲击强度、导热性和加工性，解决传统包覆材料散热性能和力学性能差，导致包覆层因热爆裂和破损的问题。

Description

一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关。

背景技术

隔离开关是开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大，隔离开关的主要作用是分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设置或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。

传统的户外高压交流隔离开关一般采用液态或固态橡胶对导电闸刀进行包覆，然而在使用过程中，由于上述橡胶材料散热性较差，经常出现包覆层因热爆裂的情况。此外，传统包覆橡胶材料的力学强度有待提高，因此在使用过程中易出现由于橡胶老化而容易因飞鸟、异物等的撞击等作用力下出现破损，导致出现短路或其它安全事故。

针对上述技术问题，本发明提供了一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，包括底架1、第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3、导电回路、静侧触指座5、动侧触指座4；所述导电回路包括导电闸刀9、动触头10、静触头11、动侧接线板8、静侧接线板7；所述第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3设置在底架1的上方；所述第一支柱绝缘子2上方设置有静侧触指座5；所述静侧触指座5的一端连接有静侧接线板7；所述第二支柱绝缘子3上方设置有动侧触指座4；所述动侧触指座4的一端连接有动侧接线板8；所述静触头11设置于静侧触指座5和动侧触指座4上，为可拆卸连接；所述动触头10设置于导电闸刀9上；所述导电闸刀9的一端与第一支柱绝缘子2转动连接；所述导电回路采用全封闭结构；所述静触头11、静侧触指座5、动侧触指座4、静侧接线板7和动侧接线板8安装于绝缘子内；所述导电闸刀9、动触头10和非触头接触部位采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺，隔离开关合闸后，导电回路被完全封闭于绝缘材料内部。

作为本发明一种优选的技术方案，所述导电闸刀9设有自锁装置；所述自锁装置包括锁体6、拉环14和钩体15；所述锁体6为两个互相平行、固定在导电闸刀9上方的板状结构；所述锁体6互相平行板状结构中间形成狭长空间；所述部分拉环14和钩体15置于狭长空间中；所述第二支柱绝缘子3的上方、位于动侧触指座4远离静侧触指座5的一侧设有卡位装置12；所述卡位装置12的侧面设有内凹的卡位凹槽13；所述卡位凹槽13的位置与钩体15相卡合；所述钩体15内部设置有不锈钢片弹簧20，钩体15在不锈钢片弹簧20的作用下，与卡位装置12相卡合或分离。

作为本发明一种优选的技术方案，所述锁体6板状结构的两端设有第一转动轴16和第二转动轴17；所述拉环14的一端通过第一转动轴16与锁体6板状结构转动连接；所述钩体15的一端通过第二转动轴17与锁体6板状结构转动连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述拉环14下部设有发力起翘部18；所述钩体15的一端设有受力起翘部19；所述受力起翘部19位于发力起翘部18上方。

作为本发明一种优选的技术方案，所述静触头11上设有静触头触指。

作为本发明一种优选的技术方案，所述静触头触指两侧采用不锈钢片弹簧结构。

作为本发明一种优选的技术方案，所述底架1采用钢板一次冲压成型。

作为本发明一种优选的技术方案，所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM40-60份、填料20-40份、PP-g-MAH 3-10份、稳定剂1-5份、聚苯硫醚1-10份、白油0-15份、功能助剂1-5份、其他助剂1-5份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述橡胶包覆材料的制备方法，包括以下步骤：将EPDM、白油、聚苯硫醚和功能助剂加入挤出机，混炼均匀；然后与填料、PP-g-MAH、稳定剂和其他助剂混合，在160-220℃下混炼均匀，造粒，即得。

本发明的第二个方面提供了所述高强度耐老化户外高压交流隔离开关的应用，应用于电气领域。

有益效果

本发明提供了一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，包括底架1、第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3、导电回路、静侧触指座5、动侧触指座4，结构简单、经济，使用方便，工作可靠性高，可安装于支柱、墙壁、横梁或金属钩架上，也可以立装斜装，安装灵活；所述导电回路包括导电闸刀9、动触头10、静触头11、动侧接线板8、静侧接线板7；所述导电回路采用全封闭结构，避免飞鸟和异物导致短路，亦可避免导体长期暴露于空气中由于腐蚀、氧化等造成的发热现象，所以本隔离开关对外界环境适用能力强。本发明提供的隔离开关满足了该类型隔离开关长期运行的要求，提高了运行检修人员的工作效率。

另外，本发明还提供了一种橡胶包覆材料，通过注射一次成型工艺对导电闸刀进行包覆，使绝缘层和导体贴合紧密，避免潮气、污秽对导体影响而造成隔离开关发热现象；同时，通过对橡胶包覆材料的选择，提高隔离开关导电闸刀包覆材料强度和耐磨性，有效改善其散热性和抗老化性能，提高抗冲击强度、导热性和加工性能，解决传统包覆材料散热性能和力学性能差，导致包覆层因热爆裂和破损的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关结构示意图；

图2是实施例1提供的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关中导电闸刀9自锁装置结构示意图。

图1、图2中所示的图中的标号含义依次解释如下：

1-底架；2-第一支柱绝缘子；3-第二支柱绝缘子；4-动侧触指座；5-静侧触指座；6-锁体；7-静侧接线板；8-动侧接线板；9-导电闸刀；10-动触头；11-静触头；12-卡位装置；13-卡位卡槽；14-拉环；15-钩体；16-第一转动轴；17-第二转动轴；18-发力起翘部；19-受力起翘部；20-不锈钢片弹簧；21连接轴。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，包括底架1、第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3、导电回路、静侧触指座5、动侧触指座4；所述导电回路包括导电闸刀9、动触头10、静触头11、动侧接线板8、静侧接线板7；所述第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3设置在底架1的上方；所述第一支柱绝缘子2上方设置有静侧触指座5；所述静侧触指座5的一端连接有静侧接线板7；所述第二支柱绝缘子3上方设置有动侧触指座4；所述动侧触指座4的一端连接有动侧接线板8；所述静触头11设置于静侧触指座5和动侧触指座4上，为可拆卸连接；所述动触头10设置于导电闸刀9上；所述导电闸刀9的一端与第一支柱绝缘子2转动连接；所述导电回路采用全封闭结构；所述静触头11、静侧触指座5、动侧触指座4、静侧接线板7和动侧接线板8安装于绝缘子内；所述导电闸刀9、动触头10和非触头接触部位采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺，隔离开关合闸后，导电回路被完全封闭于绝缘材料内部。

在一种优选的实施方式中，所述第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3设置在底架1上方同侧两端。

在一种优选的实施方式中，所述静触头11上设有静触头触指。

在一种优选的实施方式中，所述静触头触指两侧采用不锈钢片弹簧结构。

在一种优选的实施方式中，所述底架1采用钢板一次冲压成型。

在一种优选的实施方式中，所述导电回路采用闸刀式结构分、合闸达到切断和闭合线路。

在一种优选的实施方式中，所述导电回路闭合时，导电闸刀9横跨第一支柱绝缘子2和第二支柱绝缘子3。

在一种优选的实施方式中，所述导电回路闭合时，静触头11与动触头10相导通，导电回路部分有电流通过，实现闭合线路导通。

本发明中，所述导电闸刀9设有自锁装置；所述自锁装置包括锁体6、拉环14和钩体15；所述锁体6为两个互相平行、固定在导电闸刀9上方的板状结构；所述锁体6互相平行板状结构中间形成狭长空间；所述部分拉环14和钩体15置于狭长空间中；所述第二支柱绝缘子3的上方、位于动侧触指座4远离静侧触指座5的一侧设有卡位装置12；所述卡位装置12的侧面设有内凹的卡位凹槽13；所述卡位凹槽13的位置与钩体15相卡合；所述钩体15内部设置有不锈钢片弹簧20，钩体15在不锈钢片弹簧20的作用下，与卡位装置12相卡合或分离。

本发明中，所述隔离开关合闸后，自锁装置可做到隔离开关自锁安全可靠。

在一种优选的实施方式中，所述锁体6板状结构的两端设有第一转动轴16和第二转动轴17；所述拉环14的一端通过第一转动轴16与锁体6板状结构转动连接；所述钩体15的一端通过第二转动轴17与锁体6板状结构转动连接。

在一种优选的实施方式中，所述钩体15内部设置有不锈钢片弹簧20，所述不锈钢片弹簧20在钩体15内部与第二转动轴17固定连接。

在一种优选的实施方式中，所述不锈钢片弹簧20位于钩体15内，能够避免不锈钢片弹簧20风吹雨淋，影响钩体15转动的灵敏性。

在一种优选的实施方式中，所述不锈钢片弹簧20不受力时，钩体15位于卡位凹槽13中，不锈钢片弹簧20受力后，钩体15与卡位凹槽13相分离。

在一种优选的实施方式中，所述拉环14下部设有发力起翘部18；所述钩体15的一端设有受力起翘部19；所述受力起翘部19位于发力起翘部18上方。

在一种优选的实施方式中，所述拉环14的拉手部和发力起翘部18位于第一转动轴16两侧，向左上方用力拉动拉环14时，发力起翘部18向上翘起，发力起翘部18推动受力起翘部19向上翘动，从而带动钩体15绕着第二转动轴17转动，钩体15从卡位凹槽13中脱离。

本发明提供的隔离开关结构简单、经济，使用方便，工作可靠性高，可安装于支柱、墙壁、横梁或金属钩架上，也可以立装斜装，安装灵活。

橡胶包覆材料

本发明中，所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM 40-60份、填料20-40份、PP-g-MAH 3-10份、稳定剂1-5份、聚苯硫醚1-10份、白油0-15份、功能助剂1-5份、其他助剂1-5份。

功能助剂

本发明中，所述功能助剂为增塑剂。

在一种优选的实施方式中，所述功能助剂为星型聚酯化合物。

本发明中，所述星型聚酯化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在配有磁力搅拌、回流冷凝管的250mL三口圆底烧瓶中加入120ml无水乙腈和DMF的混合溶剂(无水乙腈和DMF的体积比为1：1)，通入氮气置换三口烧瓶中的气体，然后加入3-8g对羟基苯甲醛、8-12g吡啶，室温下搅拌混合15min；

(2)将2-5g六氯环三磷腈溶解在无水乙腈和DMF的混合溶剂(无水乙腈和DMF的体积比为1：1)中，并将其滴加到步骤(1)体系中，滴加完毕后升室至60℃，反应18h；反应结束后抽滤除去沉淀物，滤液蒸发浓溶后，将浓溶液滴加到石油醚中沉淀，得白色固体中间产物A；

(3)在配有磁力搅拌的圆底烧瓶中加入四氢呋喃和乙醇体积比为1.5：1的混合溶液，再加入3-5g上述中间产物A，快速搅拌下缓慢加入2-3g氢化锂铝晶体，室温下反应16h，蒸发浓缩，再加入去离子水搅拌30min，离心获得白色粉末，用乙醇重结晶三次得到中间层产物B；

(4)取0.5g中间层产物B和9.6g的ε-己内酯加入到反应釜中，加入约5-10mg的催化剂异辛酸亚锡，对反应釜抽真空，并在真空条件下，105℃反应16h，然后反应釜恢复至常压，加入适量氯仿溶解，然后加入大量的环己烷使反应产物析出，过滤，并将沉淀物干燥即得所述星型聚酯化合物。

传统的户外高压交流隔离开关一般采用液态或固态橡胶对导电臂进行包覆，虽然橡胶材料具有好的弹性，能够对导电臂进行严格密封保护，然而由于橡胶材料的散热性较差，因此橡胶包覆材料在高压交流电和外界热量作用下，容易出现包覆层因热爆裂的情况。因此申请人为了提高导电臂包覆材料的导热性，使其具备更好的散热功能，在三元乙丙橡胶包覆材料中加入一定量的聚苯硫醚，想要利用聚苯硫醚的高导热系数来提高包覆材料的散热性。然而申请人发现由于聚苯硫醚的结构规整特点，导致其加工温度太高，在200℃左右的温度下并不能很好的与三元乙丙橡胶进行很好的相容。为了降低聚苯硫醚的塑化温度，申请人在包覆材料中加入适量的增塑剂。

然而，申请人发现采用柠檬酸酯酯类增塑剂、其它聚酯类增塑剂(如台湾长春的CCP CIZER D-810增塑剂等)虽然能够使原料在200℃左右的温度下加工成型得到包覆材料，对导电臂进行严格密封。但是其对导热系数的改善不够显著，反而使包覆层变得比较脆，次品率变高。当申请人采用本申请中自制的星型聚酯化合物作为增塑剂时，不仅显著提高了包覆层的导热系数，还显著改善了包覆层的抗冲击强度和产品良率。申请人推测，一方面由于自制的聚酯化合物具有星形结构，具有较大的位阻，熔体中的链段占据较大的体积，物料在双螺杆挤出机中混炼时，聚酯化合物在扩散和迁移过程中形成较大的空穴促使体系中的较大内聚密度的聚苯硫醚等成分的链段扩展和迁移，降低聚苯硫醚聚合物链段的熔融流动所需要的活化能，使其在相对较低的温度下就能发生流动加工。另一方面，由于自制的星形聚酯化合物结构中含有大量的星形结构的苯环，能够与聚苯硫醚主链中的苯环之间形成较强的π-π共轭作用力，减弱聚苯硫醚分子内和分子间的堆积作用，避免其有序排列形成结晶，从而有助于改善聚苯硫醚与三元乙丙橡胶之间的相互作用力，提高包覆材料的抗冲击强度和加工性能。

填料

本发明中，所述填料为无机填料。

在一种优选的实施方式中，所述填料为α-氧化铝和水洗高岭土的混合物。

在一种优选的实施方式中，所述α-氧化铝和水洗高岭土的重量比例为1：(0.8-2.5)。

在一种更优选的实施方式中，所述α-氧化铝和水洗高岭土的重量比例为1：1.8。

在一种优选的实施方式中，所述α-氧化铝的粒径为200-500nm。

在一种优选的实施方式中，所述水洗高岭土为片状水洗高岭土。

在一种优选的实施方式中，所述片状水洗高岭土的吸油量为35-45g/100gClay。

在一种优选的实施方式中，所述片状水洗高岭土中三氧化二铝含量不低于35wt％。

在一种更优选的实施方式中，所述片状水洗高岭土中三氧化二铝含量为36-38wt％。

本发明中，所述片状水洗高岭土的来源，没有特别的限制，可提及佛山市太合矿业有限公司的S-2。

本发明中，所述α-氧化铝的来源，没有特别的限制，可提及安阳市丰帆硅业有限公司。

申请人在完成本发明的过程中，为了降低三元乙丙橡胶和聚苯硫醚的使用量，降低生产成本，在包覆材料的制备原料中加入一定量的填料，发现填料的加入能够显著改善包覆材料的力学强度和耐磨性，使其使用寿命得到提高。不过申请人预料不到的发现，当采用复配的特定粒径α-氧化铝和特定结构水洗高岭土时，所得包覆材料不单单拉伸强度和耐磨性得到显著的提高，其导热性和抗冲击性也得到一定程度的提升，尤其是当采用的水洗片状高岭土的吸油量35-45g/100g Clay，三氧化二铝含量为36-38wt％范围内时，其导热性和抗冲击性得到非常显著的提高。申请人推测其可能是由于，相比于管状和粉状水洗高岭土，当水洗高岭土的结构为片状时，其能够在体系中更好的分散，由于三元乙丙橡胶与聚苯硫醚之间内聚能密度差异较大，两者在共混熔融时物料的微观尺寸上存在相分离界面或不相容界面，而片状水洗高岭土能够更好的穿插在这些界面中，避免在这些界面形成应力集中点形成缺陷，从而有效避免降低包覆材料的抗冲击强度，也降低其散热性。与此同时，特定吸油量和三氧化二铝含量的片状水洗高岭土在与其它物料熔融共混时，可能更容易紧密层叠堆积，更溶剂传递热量，从而有助于提高包覆材料的导热性能。而α-氧化铝一方面具有较高的导热性能，另一方面具有较高比表面积，在于水洗片状高岭土与其它物料组分之间的协同作用之下，能够进一步提高包覆材料的抗冲击性能和导热性能。

EPDM

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)表示。三元乙丙是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。

本发明中，所述EPDM中丙烯的含量为38-45wt％。

在一种优选的实施方式中，所述丙烯的含量为42.5wt％。

在一种优选的实施方式中，所述EPDM中第三单体为亚乙基降冰片烯。

在一种优选的实施方式中，所述亚乙基降冰片烯的含量为5-10wt％。

在一种更优选的实施方式中，所述亚乙基降冰片烯的含量为7.5wt％。

本发明中，所述EPDM的来源，没有特别的限制，可提及陶氏杜邦，型号5565。

聚苯硫醚

聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，简写为PPS，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点，在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。

本发明中，所述聚苯硫醚为改性聚苯硫醚。

在一种优选的实施方式中，所述改性聚苯硫醚是聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚。

在一种更优选的实施方式中，所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的3-15wt％。

在一种最优选的实施方式中，所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的5-8wt％。

本发明中，所述改性聚苯硫醚的制备方法，没有特别的限制，按照常规方法，将聚二甲基硅氧烷和聚苯硫醚投入挤出机，在250-300℃下共混熔融挤出，即得。

本发明中，所述聚二甲基硅氧烷的来源，没有特别的限制，可提及山东赛恩吉新材料有限公司，型号SGM55A。

本发明中，所述聚苯硫醚的来源，没有特别的限制，可提及上海佳煜塑胶原料有限公司，牌号AR04。

申请人在完成本发明的过程中发现，三元乙丙橡胶和改性聚苯硫醚的理化性能参数与星形聚酯化合物、复配填料组分等之间存在较强的相互作用关系。当所采用的EPDM中第三单体是含量为5-10％的亚乙基降冰片烯，而且丙烯的含量在38-45％范围内，并且改性聚苯硫醚为聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚时，与复配填料PP-g-MAH等成分之间的协同增效作用比较显著，当物料间的相互作用里受到破坏时，包覆材料的综合性能均受到较大的影响。可能是由于，只有在三元乙丙橡胶和改性聚苯硫醚的结构和理化参数在特定范围内时，物料经过混炼加工挤出后形成更稳定的三维交联网络，能使三元乙丙橡胶和改性聚苯硫醚得到充分的扩散与缠结，与此同时形成特定尺寸结构的交联网络，将体系中的复配填料等微粒均匀的分散在这些网络中，从而得到均匀且致密的包覆材料，有效改善了其综合性能。

PP-g-MAH

本发明中，所述PP-g-MAH是指马来酸酐枝接聚丙烯，通过马来酸酐基团的作用，可赋予聚丙烯极性和可粘接性，只需少量添加就可以大幅度提高聚丙烯与无机填料(玻纤、滑石粉、云母等)、金属(铜、铁、铝等)、植物纤维(木粉、秸秆等)的界面结合力，从而明显提高材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能以及耐候性，用于PP/PA等合金材料中，也可以大幅度的提高材料的物理机械性能。

本发明中，所述PP-g-MAH的来源，没有特别的限制。

稳定剂

广义地讲，能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物都叫稳定剂。它可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。狭义地讲，主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定，防止其分解、老化的试剂。

本发明中，所述稳定剂，没有特别的限制，可提及光稳定剂、热稳定剂等。

白油

由石油所得精炼液态烃的混合物，主要为饱和的环烷烃与链烷烃混合物，原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡，加氢精制而得。包括轻质、重质燃料油，润滑油，冷却油等矿物性碳氢化合物。白油为无色半透明油状液体，无或几乎无荧光，冷时无臭、无味，加热时略有石油气味，不溶于水、乙醇，溶于挥发油，混溶于多数非挥发性油，对光、热、酸等稳定，但长时间接触光和热会慢慢氧化。

本发明中了所述白油的来源，没有特别的限制，市售均适用于本发明。

其他助剂

本发明中，所述其他助剂，没有特别的限制，可提及抗氧剂、硫化剂、交联剂、润滑剂，增塑剂、触变剂、促进剂、活化剂、防焦剂、补强剂、增溶剂、软化剂、均匀剂、增粘剂、防腐剂、阻燃剂、增稠剂、抗静电剂等。

在一种优选的实施方式中，所述其他助剂至少包括硫化剂和促进剂。

硫化剂

本发明中，所述硫化剂，没有特别的限制，可提及无机硫化剂和有机硫化剂两大类。

作为无机硫化剂，可提及硫磺、一氯化硫、硒、碲等。

作为有机硫化剂，可提及有含硫的促进剂(如促进剂TMTD)、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物等。

促进剂

本发明中，所述促进剂，没有特别的限制，可提及含氮和含硫的有机化合物，有醛胺类(如硫化促进剂H)、胍类(如硫化促进剂D)、秋兰姆类(如硫化促进剂TT)、噻唑类(如硫化促进剂M)、二硫代氨基甲酸盐类(如硫化促进剂ZDMC)、黄原酸盐类(如硫化促进剂ZBX)、硫脲类(如硫化促进剂NA-22)、次磺酰胺类(如硫化促进剂CZ)等。

本发明中，所述橡胶包覆材料的制备方法，包括以下步骤：将EPDM、白油、聚苯硫醚和功能助剂加入挤出机，混炼均匀；然后与填料、PP-g-MAH、稳定剂和其他助剂混合，在160-220℃下混炼均匀，造粒，即得。

在一种优选的实施方式中，所述橡胶包覆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照配比将EPDM加入到单螺杆挤出机中，然后加入白油，在60-90℃下进行冲油处理，待白油全部渗入EPDM后，即得塑化橡胶组分；

(2)将聚苯硫醚和功能助剂加入单螺杆挤出机中，220-270℃下进行混炼5-10min；

(3)将步骤(1)所得的塑化橡胶组分和步骤(2)所得的混炼后的聚苯硫醚加入双螺杆挤出机中，再加入填料、白油、PP-g-MAH、稳定剂和其他助剂，在180-220℃下混炼5-30min，然后造粒，即得。

本发明中，所述导电闸刀9的包覆方法为：采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺进行包覆后，再在200-230℃下进行硫化处理，即得。

本发明中，所述导电闸刀9与第一支柱绝缘子2连接轴21和拉环14的材质均为绝缘材料。

在一种优选的实施方式中，所述绝缘材料，没有特别的限制，为本领域技术人员公知。

发明人发现，绝缘材料制得的连接轴21和拉环14在使用过程中容易出现断裂的情况，因此，本发明中，发明人在绝缘材料内部增加金属内衬以增强绝缘材料的强度，避免断裂情况的发生，提高隔离开关的寿命。

本发明，所述绝缘子的材料，没有特别的限制，为本领域技术人员公知。

发明人发现，绝缘子部分的材料通常采用环氧树脂制得，但是环氧树脂制备得到的绝缘子脆性大，在安装和运输过程中易损伤。因此本发明绝缘子的制备原料中还复配一定比例的高机械强度、高绝缘强度，且耐候、抗外力冲击性能优异的材料，避免损伤产品。本发明添加的复配材料，没有特别的限制，可提及PC、ABS、橡胶合金等。

本发明的第二个方面提供了所述高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关的应用，应用于电气领域。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，如图1所示，包括底架1、第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3、导电回路、静侧触指座5、动侧触指座4；所述底架1采用冷轧钢板一次冲压成型；所述导电回路包括导电闸刀9、动触头10、静触头11、动侧接线板8、静侧接线板7；所述第一支柱绝缘子2、第二支柱绝缘子3设置在底架1上方同侧的两端；所述第一支柱绝缘子2上方设置有静侧触指座5；所述静侧触指座5的一端连接有静侧接线板7；所述第二支柱绝缘子3上方设置有动侧触指座4；所述动侧触指座4的一端连接有动侧接线板8；所述静触头11通过螺栓分别与静侧触指座5和动侧触指座4连接；所述静电触指两侧采用不锈钢片弹簧结构；所述静触头11上设有静触头触指；所述动触头10设置于导电闸刀9上；所述导电闸刀9的一端与第一支柱绝缘子2转动连接；所述导电回路采用全封闭结构；所述静触头11、静侧触指座5、动侧触指座4、静侧接线板7和动侧接线板8安装于绝缘子内；所述导电闸刀9、动触头10和非触头接触部位采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺，隔离开关合闸后，导电回路被完全封闭于绝缘材料内部；

所述导电闸刀9设有自锁装置，如图2所示；所述自锁装置包括锁体6、拉环14和钩体15；所述锁体6为两个互相平行、固定在导电闸刀9上方的板状结构；所述互相平行板状结构中间形成狭长空间；所述部分拉环14和钩体15置于狭长空间中；所述第二支柱绝缘子3的上方、位于动侧触指座4远离静侧触指座5的一侧设有卡位装置12；所述卡位装置12的侧面设有内凹的卡位凹槽13；所述卡位凹槽13的位置与钩体15相卡合；所述钩体15内部设置有不锈钢片弹簧20，钩体15在不锈钢片弹簧20的作用下，与卡位装置12相卡合或分离；所述锁体6板状结构的两端设有第一转动轴16和第二转动轴17；所述拉环14的一端通过第一转动轴16与锁体6板状结构转动连接；所述钩体15的一端通过第二转动轴17与锁体6板状结构转动连接；所述钩体15内部设置有不锈钢片弹簧20，所述不锈钢片弹簧20在钩体15内部与第二转动轴17固定连接；所述不锈钢片弹簧20位于钩体15内，能够避免不锈钢片弹簧20风吹雨淋，影响钩体15转动的灵敏性；所述不锈钢片弹簧20不受力时，钩体15位于卡位凹槽13中，不锈钢片弹簧20受力后，钩体15与卡位凹槽13相分离；所述拉环14下部设有发力起翘部18；所述钩体15的一端设有受力起翘部19；所述受力起翘部19位于发力起翘部18上方；所述拉环14下部设有发力起翘部18；所述钩体15的一端设有受力起翘部19；所述受力起翘部19位于发力起翘部18上方；所述拉环14的拉手部和发力起翘部18位于第一转动轴16两侧，向左上方用力拉动拉环14时，发力起翘部18向上翘起，发力起翘部18推动受力起翘部19向上翘动，从而带动钩体15绕着第二转动轴17转动，钩体15从卡位凹槽13中脱离。

所述绝缘子的制备原料，按重量份计，包括40份聚苯乙烯、30份聚碳酸酯、1份SEBS-g-MAH、10份填料、1份改性受阻胺光稳定剂；原料的具体购买厂家以及绝缘子的制备方法可参考申请号为CN201910192153.3的专利内容。

所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM 50份、填料30份、PP-g-MAH6份、稳定剂3份、聚苯硫醚5份、白油8份、功能助剂3份、其他助剂3份；

所述星型聚酯化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在配有磁力搅拌、回流冷凝管的250mL三口圆底烧瓶中加入120ml无水乙腈和DMF的混合溶剂(无水乙腈和DMF的体积比为1：1)，通入氮气置换三口烧瓶中的气体，然后加入5g对羟基苯甲醛、10g吡啶，室温下搅拌混合15min；

(2)将3g六氯环三磷腈溶解在无水乙腈和DMF的混合溶剂(无水乙腈和DMF的体积比为1：1)中，并将其滴加到步骤(1)体系中，滴加完毕后升室至60℃，反应18h；反应结束后抽滤除去沉淀物，滤液蒸发浓溶后，将浓溶液滴加到石油醚中沉淀，得白色固体中间产物A；

(3)在配有磁力搅拌的圆底烧瓶中加入四氢呋喃和乙醇体积比为1.5：1的混合溶液，再加入4g上述中间产物A，快速搅拌下缓慢加入2.5g氢化锂铝晶体，室温下反应16h，蒸发浓缩，再加入去离子水搅拌30min，离心获得白色粉末，用乙醇重结晶三次得到中间层产物B；

(4)取0.5g中间层产物B和9.6g的ε-己内酯加入到反应釜中，加入约8mg的催化剂异辛酸亚锡，对反应釜抽真空，并在真空条件下，105℃反应16h，然后反应釜恢复至常压，加入适量氯仿溶解，然后加入大量的环己烷使反应产物析出，过滤，并将沉淀物干燥即得所述星型聚酯化合物。

所述填料为α-氧化铝和水洗高岭土的混合物，重量比例为1：1.8；所述水洗高岭土，购买于佛山市太合矿业有限公司的S-2；所述α-氧化铝，购买于安阳市丰帆硅业有限公司；所述EPDM，购买于陶氏杜邦，型号5565；所述聚苯硫醚为聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚；所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的6wt％；所述改性聚苯硫醚的制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和聚苯硫醚投入挤出机，在290℃下共混熔融挤出，即得；所述聚二甲基硅氧烷，购买于山东赛恩吉新材料有限公司，型号SGM55A；所述聚苯硫醚，购买于上海佳煜塑胶原料有限公司，牌号AR04；所述PP-g-MAH，购买于佳易容相容剂江苏有限公司，型号GMG5701；所述稳定剂为6-(三氟乙酰基氨基)-1-己醇改性受阻胺光稳定剂，其制备方法可参考申请号为CN201910192153.3的专利内容；所述白油，购买于帝亿化工有限公司；所述其他助剂为硫化剂和促进剂，重量比为2：1；所述硫化剂为硫化剂DCP，购买于河间市嘉烨化工产品有限公司；所述促进剂为促进剂TMTD，购买于河间市嘉隆橡胶制品有限公司。

所述橡胶包覆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照配比将EPDM加入到单螺杆挤出机中，然后加入白油，在80℃下进行冲油处理，待白油全部渗入EPDM后，即得塑化橡胶组分；

(2)将聚苯硫醚和功能助剂加入单螺杆挤出机中，250℃下进行混炼8min；

(3)将步骤(1)所得的塑化橡胶组分和步骤(2)所得的混炼后的聚苯硫醚加入双螺杆挤出机中，再加入填料、白油、PP-g-MAH、稳定剂和其他助剂，在200℃下混炼25min，然后造粒，即得。

所述导电闸刀9的包覆方法为：采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺进行包覆后，再在210℃下进行硫化处理，即得。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM 40份、填料20份、PP-g-MAH 3份、稳定剂1份、聚苯硫醚1份、功能助剂1份、其他助剂1份；

所述填料为α-氧化铝和水洗高岭土的混合物，重量比例为1：0.8；所述聚苯硫醚为聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚；所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的5wt％。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM 60份、填料40份、PP-g-MAH 10份、稳定剂5份、聚苯硫醚10份、白油15份、功能助剂5份、其他助剂5份；

所述填料为α-氧化铝和水洗高岭土的混合物，重量比例为1：2.5；所述聚苯硫醚为聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚；所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的8wt％。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，所述功能助剂为柠檬酸三丁酯。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，所述功能助剂为非星型聚酯化合物，购买于台湾长春，型号CCP CIZER D-810。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，所述功能助剂的用量为20重量份。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，所述填料为α-氧化铝。

实施例8

实施例8与实施例1的区别在于，所述填料为片状水洗高岭土。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于，所述填料中水洗高岭土被替换成粉状煅烧高岭土。

实施例10

实施例10与实施例1的区别在于，所述聚苯硫醚，购买于上海佳煜塑胶原料有限公司，牌号AR04。

实施例11

实施例11与实施例1的区别在于，所述聚苯硫醚为聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚，所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的30wt％。

实施例12

实施例12与实施例1的区别在于，所述EPDM，购买于陶氏杜邦，型号670；其中，所述丙烯的含量为40wt％、亚乙基降冰片烯的含量为1.4-2.2wt％。

性能测试

将实施例1-12制得的橡胶包覆材料包覆的导电闸刀进行测试。

1、无缺口悬臂梁冲击强度：根据GB/T 1043.1-2008标准进行测试。

2、导热系数：根据GB/T3399-82标准进行测试。

3、抗紫外线老化性能：根据GB/T16422-1999标准进行测试，测试时间：1000h。

4、加工性能：统计导电臂在生产过程中，用包覆材料包覆导电闸刀9后包覆层的成型次品率，若出现包覆不完全、有缺口，以及包覆层表面出现明显的应力集中点等缺陷时认为是次品，根据每个月的次品率对导电闸刀包覆层加工性能进行评价，分1-3个等级；其中1级次品率最少，不高于0.5％；3级次品率最多，超过3％。

测试结果见表1。

表1.实施例性能测试结果

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (9)

1.一种高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，包括底架(1)、第一支柱绝缘子(2)、第二支柱绝缘子(3)、导电回路、静侧触指座(5)、动侧触指座(4)；所述导电回路包括导电闸刀(9)、动触头(10)、静触头(11)、动侧接线板(8)、静侧接线板(7)；所述第一支柱绝缘子(2)、第二支柱绝缘子(3)设置在底架(1)的上方；所述第一支柱绝缘子(2)上方设置有静侧触指座(5)；所述静侧触指座(5)的一端连接有静侧接线板(7)；所述第二支柱绝缘子(3)上方设置有动侧触指座(4)；所述动侧触指座(4)的一端连接有动侧接线板(8)；所述静触头(11)设置于静侧触指座(5)和动侧触指座(4)上，为可拆卸连接；所述动触头(10)设置于导电闸刀(9)上；所述导电闸刀(9)的一端与第一支柱绝缘子(2)转动连接；所述导电回路采用全封闭结构；所述静触头(11)、静侧触指座(5)、动侧触指座(4)、静侧接线板(7)和动侧接线板(8)安装于绝缘子内；所述导电闸刀(9)、动触头(10)和非触头接触部位采用橡胶包覆材料注射一次成型工艺，隔离开关合闸后，导电回路被完全封闭于绝缘材料内部；

所述橡胶包覆材料，按重量份计，包括：EPDM 40-60份、填料20-40份、PP-g-MAH 3-10份、稳定剂1-5份、聚苯硫醚1-10份、白油0-15份、功能助剂1-5份、其他助剂1-5份；

所述填料为α-氧化铝和水洗高岭土的混合物；所述α-氧化铝和水洗高岭土的重量比例为1：(0.8-2.5)；所述α-氧化铝的粒径为200-500nm；所述水洗高岭土为片状水洗高岭土；

所述EPDM中丙烯的含量为38-45wt％，所述EPDM中第三单体为亚乙基降冰片烯，所述亚乙基降冰片烯的含量为5-10wt％；

所述聚苯硫醚是聚二甲基硅氧烷共混改性聚苯硫醚，所述聚二甲基硅氧烷的用量为聚苯硫醚用量的3-15wt％。

2.根据权利要求1所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述导电闸刀(9)设有自锁装置；所述自锁装置包括锁体(6)、拉环(14)和钩体(15)；所述锁体(6)为两个互相平行、固定在导电闸刀(9)上方的板状结构；所述锁体(6)互相平行板状结构中间形成狭长空间；所述部分拉环(14)和钩体(15)置于狭长空间中；所述第二支柱绝缘子(3)的上方、位于动侧触指座(4)远离静侧触指座(5)的一侧设有卡位装置(12)；所述卡位装置(12)的侧面设有内凹的卡位凹槽(13)；所述卡位凹槽(13)的位置与钩体(15)相卡合；所述钩体(15)内部设置有不锈钢片弹簧(20)，钩体(15)在不锈钢片弹簧(20)的作用下，与卡位装置(12)相卡合或分离。

3.根据权利要求2所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述锁体(6)板状结构的两端设有第一转动轴(16)和第二转动轴(17)；所述拉环(14)的一端通过第一转动轴(16)与锁体(6)板状结构转动连接；所述钩体(15)的一端通过第二转动轴(17)与锁体(6)板状结构转动连接。

4.根据权利要求2所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述拉环(14)下部设有发力起翘部(18)；所述钩体(15)的一端设有受力起翘部(19)；所述受力起翘部(19)位于发力起翘部(18)上方。

5.根据权利要求1所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述静触头(11)上设有静触头触指。

6.根据权利要求5所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述静触头触指两侧采用不锈钢片弹簧结构。

7.根据权利要求1所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述底架(1)采用钢板一次冲压成型。

8.根据权利要求1所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关，其特征在于，所述橡胶包覆材料的制备方法，包括以下步骤：将EPDM、白油、聚苯硫醚和功能助剂加入挤出机，混炼均匀；然后与填料、PP-g-MAH、稳定剂和其他助剂混合，在160-220℃下混炼均匀，造粒，即得。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高强度耐老化全封闭式户外高压交流隔离开关的应用，其特征在于，应用于电气领域。

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