DE2636197A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen isolierkoerpers - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines elektrischen isolierkoerpers

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Description

LEINWEBER & ZIMMERMANN
PATENTANWÄLTE
Dipl.-Ing. Hermann Leinweber Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. ν. Wengersky
8 München 2, Rosental 7
Z Aufgang (Kustermann-Passage)
Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepätd Telegr.-Adr. Leinpat München
deaH. August 1976 -;"-...
SPRECHER +SCHUH AG, 5001 Aarau (Schweiz)
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isolierkörpers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isolierkörpers für das Innere einer gekapselten elektrischen Einrichtung, in der mindestens
zeitweise elektrische Entladungen und/oder Lichtbögen auftreten und die mit einem elektronegativen Gas gefüllt ist, durch Förmgiessen und Aushärten einer Mischung aus mindestens einem durch Polymerisation härtbaren Träger-Eeaktionsharz, aus mindestens einem Härter und aus mindestens einem Füllstoff.
Es ist bekannt, elektrische Isolierkörper für elektrische Einrichtungen der eingangs erwähnten Art aus Giessharz
mit einem solchen Füllstoff herzustellen, welcher gegen die
bei elektrischen Entladungen und/oder Lichtbögen entstehenden Zersetzungsprodukte des elektronegativen Gases und gegen deren durch Reaktion mit anderen in der Kapselung enthaltenen
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263619?
chemischen Elementen entstehende Verbindungen widerstandsfähig ist. Der bevorzugteste Füllstoff für solche mit Giessharz hergestellte. Isolierkörper ist Aluminiumoxyd, insbesondere in Form von Schmelzkorund. Bachteil dieser aus gehärtetem Giessharz und Schmelzkorund bestehenden Isolierkörper ist, dass der Füllstoff im Verhältnis zum Trägerharz relativ schwer ist, wodurch bei der Herstellung Sedimentierungsprobleme auftreten, und dass die Isolierkörper relativ schwer sind. Diese ausgehärteten Isolierkörper bedürfen immer einer Nachbearbeitung, die nur mit teueren Diamantwerkzeugen durchführbar ist. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Schmelzkorund ist, dass das Korund aus Wirtschaf tIichkeitsgründen nicht in chemisch reiner Form verwendet werden kann. Die Verunreinigungen des Korunds wirken sich jedoch auf die elektrische Festigkeit der Isolierkörper nachteilig aus.
Isolierkörper, die aus Beinhars ohne Füllmittel hergestellt werden, haben den laehteil, dass sie bei der Aushärtung einen zu grossen Schwund aufweisen, wodurch die Herstellung formgetreuer Abgüsse nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isolierkörpers so weiter auszugestalten, dass leichte Isolierkörper erzielt werden, die eine gute Naehbearbeltbarkeit zulassen^ keine Füllstoffe mit Verunreinigungen enthalten und einen kleineren Schwund als das Trägerharz aufweisen.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Mischung aus Träger-Reaktionsharz und Härter als Füllstoff mindestens ein durch Polymerisation bereits ausgehärtetes und fein gemahlenes Füll-Reaktionsharz beigegeben wird.
—3— 709829/06 2 3
Das zu härtende Träger-Reaktionsharz und das bereits ausgehärtete fein gemahlene Füll-Reaktionsharz, die von gleicher Art sein können, gehören zweckmässigerweise zu einem der folgenden Typen: Epoxydharze, ungesättigte Polyesterharze, Silikonharze, Polyurethanharze, Phenolharze, Melaminharze.
Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen,, wenn das zum Einsatz gelangende bereits ausgehärtete, fein gemahlene Füll-Reaktionsharz eine Korngrösse von höchstens 0,5 mm aufweist.
Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
Die Figur zeigt eine Giessform im Schnitt zur Herstellung scheibenförmiger Isolierkörper mit eingefüllter Giessmasse 1. Die Giessform ist zweiteilig und besteht aus zwei mit Giessöffnungen 3 versehenen Hälften 2, 4. Der Giessraum ist senkrecht zur Zeichnungsebene ringförmig ausgebildet. Die in dieser Giessform hergestellten scheibenförmigen elektrischen Isolierkörper dienen zur Abstützung des in einer zylindrischen Kapselung koaxial angeordneten Innenleiters in einer metallgekapselten, mit Schwefelhexafluorid-Isoliergas gefüllten elektrischen Anlage. In solchen Anlagen ist die chemische Beständigkeit der Oberfläche des Isolierkörpers gegen die Zersetzungsprodukte des Schwefelhexafluorid-Isoliergases, die durch thermische Dissoziation im Lichtbogen entstehen, unerlässlich.
Ein scheibenförmiger Isolierkörper wurde durch Giessen hergestellt. Die Zusammensetzung der Giessmasse war die folgende:
100 GT Cycloaliphatisches Epoxydharz als Träger-Reaktionsharz, 80 GT Hexahydrophthalsäureanhydrid als Härter, 70 GT ausgehärtetes, fein gemahlenes reines Harz vom Typ Bisphenol A, mit einer Korngrösse von 0,2 mm, als Füll-Reaktionsharz.
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Zuerst wurde das cycloaliphatische Harz mit dem Härter bei 7O0C gut durchgemischt, dann das ausgehärtete fein gemahlene reine Harz vom Typ Bisphenol A beigegeben und diese Mischung bei einem Druck von 0,1 Torr und bei einer Temperatur von 7O0C während 15 Minuten gerührt. Dann wurde diese Giessmasse unter Vakuum (10 Torr) bei 9O0C in die vorgewärmte Giessform 2, 4 gegossen. Die GeIierung erfolgte bei 9O0C während 6 Stunden und die Aushärtung bei 14O0C während 10 Stunden.
An den mitgegossenen Probekörpern von 10 χ 15 x 120 mm hat man die folgenden Werte gemessen:
Zugfestigkeit (DIN 53 455) 535 kp/cm2
Biegefestigkeit (DIN 53 452) 870 kp/cm2
Durchbiegung (DIN 53 452) 5,4 mm
Schlagzähigkeit (DIN 53 453) 15,0 kpcm/cm2
Martenstemperatur (DIN 53 458) 100,0 0C
Lichtbogenfestigkeit (ASTM-D-495) 123-125 s
Dichte (DIN 53 479) 1,21 g/cm3
linearer Schwund 0,6 #
Der ausgehärtete scheibenförmige Isolierkörper ist opak durchscheinend, wodurch die Kontrolle auf Verunreinfeungen oder Gaseinschlüsse sehr einfach optisch möglich ist.
In diesem Beispiel war das Träger-Beaktionsharz ein cycloaliphatisches Epoxydharz. Dieses Harz könnte auch ein Harz von Bisphenol A oder F Typ, oder ein Harz auf Basis von Diglycidylestern, oder ein heterocyclisches Epoxydharz oder irgendein anderes Epoxydharz sein. Ungesättigte Polyesterharze, Silikonharze, Polyurethanharze, Phenolharze oder Melaminharze sind auch geeignet.
Das Füll-Reaktionsharz kann der gleiche Typ sein wie das Träger-Reaktionsharz oder irgendein anderer, bei den Träger-
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Reaktionsharzen aufgezählter Typ. Als Füll-Reaktionsharz und als Träger-Reaktionsharz können gleichzeitig auch mehrere Harztypen gewählt werden. Mit zum gleichen Typ gehörenden Trägerund Füll-Reaktionsharzen ist es möglich, durchsichtige Isolierkörper herzustellen, bei .denen die optische Kontrolle noch einfacher ist als bei den durchscheinenden Isolierkörpern.
Besondere Vorteile der Erfindung sind dadurch gegeben, dass als fein gemahlenes Füll-Reaktionsharz alle Ausschüsse und Abfälle auch aus anäecen Duroplast-Fertigungen Terwendet werden können. Ausserdem ist die optische Kontrolle der durchscheinenden oder durchsichtigen Isolierkörper auf innere Verunreinigungen oder GaseinscKLüsse sehr einfach. Aufwendige Messinstrumente und Prüf zeiten können dadurch eingespart werden.
Nach dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, Isolierkörper aus "Reinharz" ohne unzulässige innere Spannungen zu giessen. Der "Reinharz^Isolierkörper ist in Schwefelhexafluoridgasisolierten Anlagen mit Vorteil verwendbar, weil die Oberfläche solcher Isolierkörper die notwendige chemische Beständig^- keit aufweist.
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Claims (2)

  1. "^ Patentansprüche:
    \ !.^erfahren zur Herstellung eines elektrischen Isolierkörpers für das Innere einer gekapselten elektrischen Einrichtung, I^ der mindestem zeitweise elektrische Entladungen und/ oder Lichtbögen auftreten und die mit einem elektronegativen Gas gefüllt'fet, durch Formgi essen und Aushärten einer Mischung aus mindestens einem durch Polymerisation härtbaren Träger-Eeaktionsharz, aus mindestens einem Härter und aus mindestens einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung aus Träger-Reaktionsharz und Härter als Füllstoff mindestens ein durch Polymerisation bereits ausgehärtetes und fein gemahlenes Füll-Eeaktionsharz beigegeben wird·
  2. 2. !erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu härtende Träger-Seaktionsharz und das bereits ausgehärtete fein gemahlene Füll-Seaktionsharz* die von gleicher Art sein können, zu einem der folgenden Typen gehören: Epoxydharze, ungesättigte Polyesterharze, Silikonharze, Polyurethanharze* Phenolharze, Melaminharze.
    5··- !erfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Einsatz des bereits ausgehärteten, fein gemahlenen Füll-BeaktioBsharzes einerEomgrösse Tort höchstens 0,5 mm.
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