[发明专利]浸渍预制式电容芯子的模具和形成电容芯子的装置

说明书

技术领域

本发明涉及高电压技术的领域，而且涉及用于浸渍高电压衬套的预制式电容芯子的模具。本发明进一步涉及用于形成高电压衬套的电容芯子的装置，该装置包括模具和用于在固化过程中控制模具的温度的器件。

背景技术

高电压衬套是这样的构件，即其主要用来将处于高电势的电流从第一高电压构件(诸如变压器、发电机或断路器)的被封装的有效部件传送通过阻隔件(例如第一构件的接地壳体)，传送到第二高电压构件(例如高电压线)。这种衬套用于开关装置或高电压机器中，例如发电机或变压器，用于高达几百千伏的电压，典型地用于介于24和800千伏之间的电压。为了降低和控制电场，衬套包括电容芯子，它有利于通过至少一个导电元件或半导电场分级元件来进行电应力控制，导电元件或半导电场分级元件以电绝缘的方式嵌在电容芯子的绝缘器中。电容芯子降低电场梯度，并且使电场沿着衬套的长度均匀地分布。

将按以下方式制造这种电容芯子：围绕中心导体、管或心轴缠绕由电绝缘物质制成的分层隔离件，以及将场分级元件布置在隔离件的连续的层之间。这种结构被称为预制式电容芯子。将预制式电容芯子放在模具中，并且用液体树脂(典型地基于环氧树脂)浸渍预制式电容芯子。然后树脂固化而形成电容芯子，其中，预制式电容芯子嵌在固化树脂的电绝缘基质材料中。

通常在真空模制过程或APG(自动压力胶凝)过程中生产铸造式环氧树脂电容芯子部件。

在真空模制过程中，将模具预热到正确的铸造温度，并且将模具放在高压釜中，在高压釜中，在真空下铸造环氧树脂。一旦填充了模具就把它放在炉中，在炉中，模具被加热到正确的固化温度。在固化之后，模具冷却，并且将被打开。取出工件，并且清洁模具，以及为下一个铸造循环重新组装模具。

在APG过程中，通常以沿着电容芯子的轴线的模具分离线将模具分成两半。将两个模具半部固定在卧式压机的经加热的板上。这些板具有用以产生温度梯度的不同的加热区，温度梯度迫使固化前锋(front)在一个方向上，以允许补偿收缩。为了补偿收缩，从最后固化的一边使液体材料受压。如果要求在真空下进行浸渍，可用真空框架包围APG过程中的模具。当模具由大量部件(有复杂的分模表面在它们之间延伸)组装而成时，尤其需要真空框架。

这种模具通过由两个伸长半部组成，并且在模具的端部处进行合适的密封非常困难，因为沿着电容芯子沿轴向延伸的分模线非常长，而且因为在模具的两个半部之间的分模线遇到半部和电容芯子之间的分模线的地方有三重点。因此，当在补偿容器处的压力增大，以产生树脂流来适当地补偿模具收缩时，会发生树脂泄漏。

在US 6,019,931中公开了一种用于形成高电压绝缘器的模具和装置。

发明内容

本发明的目标是制造一种用于用液体树脂浸渍高电压衬套的预制式电容芯子的模具，以及用于形成电容芯子的装置，该装置包括模具和用于在固化过程中控制模具的温度的加热器件，该模具和装置允许有生产高效且品质非常高的电容芯子。

根据本发明的模具包括至少两个模具模块，两个模具模块可抵靠着彼此移动，并且在形状上设置成形成模具腔体。模具形成圆柱形设计的柱，其中，至少两个模具模块布置成一个在另一个的顶部上。至少两个模具模块中的第一模具模块被实施为空心圆筒，并且至少两个模具模块的两个相对的正面形成模具的第一密封接口。

因而在给定直径下，可通过移除或嵌入模具模块来容易地改变模具腔体的轴向延伸范围。此外，模具仅包括呈圆形设计且围绕模具的轴线沿周向方向延伸的一个或多个密封接口。因而，模具的密封接口限于不同的模具模块之间的圆形分模线。避免了分模线沿着轴线延伸。由于这个原因，在模具中，沿轴向延伸和沿周向延伸的分模线不会相交，并且模具可被圆形O形圈完全密封，O形圈可嵌入形成于模块的正面中的合适凹槽中。模具是完全真空密封的。因而，不需要有围绕模具的真空框架。泄漏的可能性小，并且允许对模具施加高压，以便在固化过程期间使树脂流补偿树脂收缩。模具(相应地，模具模块)的轴向对称设计允许完全通过原材料的车削来制造模具，而非更昂贵地用正方形块铣削出来。

在模具的优选实施例中，第一模具模块的内表面的至少一部分以锥形的方式从第一可密封接口渐缩到模具的底部。

至少两个模具模块中的第二模具模块可被实施为空心圆筒，并且可包括形成模具的顶部的闭合正面。第二模具模块的内表面的至少一部分可以锥形的方式从第一可密封接口渐缩到模具的顶部。

第二模具模块可包括被实施为盘的模块化区段。