[发明专利]电设备和用于制造电设备的方法

说明书

技术领域

本发明在第一方面涉及包括至少一个绕组和至少一个磁芯的电设备，所述设备被封装在塑料封套中，所述封套包括内部分和外部分，内部分是封装电设备的热固性材料的内部绝缘树脂合成物，外部分是至少部分封闭树脂合成物并与其接触的外壳，所述外壳由热塑性材料制成。

本发明在第二方面涉及用于制造这样的电设备的方法，所述方法包括以下步骤：提供外壳，将至少一些部件插入到外壳中，以及通过使用外壳作为模具在外壳内模制热固性材料的绝缘树脂合成物，以使得树脂封装部件，以及所提供的外壳是由热塑性材料制成，当模制热固性材料的绝缘树脂合成物时，热塑性材料被用作为模具。

背景技术

具有干燥型结构的室外电设备(诸如变压器)包括至少一个电部件(诸如芯/线圈组件)，其被封装在固态绝缘材料中，以使得电部件与外部环境绝缘，并密封电部件。通常，电部件被封装在单个铸塑树脂中，该树脂被制作成满足绝缘电部件在它的工作期间的所有的电的、化学的和热的要求。另外，这个单个铸塑树脂被制作成承受严酷的室外环境条件，保留它的绝缘特性和保持式样美观。典型地，单个铸塑树脂是环氧树脂。专门制作以用作为单个铸塑树脂的环氧树脂的示例在授权给Ito等人的美国专利No.5,939,472中公开，通过引用将该专利合并于此。用于变压器的单个铸塑树脂的另外的示例在GB2037087中公开。

由于单个注塑树脂需要满足这样多的不同的要求，单个铸塑树脂的生产通常非常昂贵。另外，单个铸塑树脂并不提供最佳的全部特性。过去，几种电设备在它们的结构中使用多种树脂。使用多种树脂的电设备的示例是由德国Ratingen的ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH制造的、具有电流传感器的嵌入式真空断续器。在这个嵌入式真空断续器中的绝缘系统被开发成减小局部放电，它具有由坚固的基于双酚A环氧树脂合成物组成的内层和由坚固的脂环族环氧树脂合成物组成的外层等。使用多种树脂的电设备的另一个示例在授权给Paradis等人的美国专利No.5656984中公开。Paradis等人的专利公开了具有环绕金属芯的硅发泡橡胶片材料的变压器。所环绕的芯和线圈被封装在由Araldite CW229(一种坚固的环氧树脂)所组成的本体中。发泡橡胶片材料在环氧树脂固化和收缩时帮助保护芯。由玻璃纤维制成的外壳被放置在环氧树脂的本体周围。

WO 2008127575描述了双铸塑树脂的另外的示例，通过引用将其合并于此。诸如仪器变压器那样的电装置具有封装设备的塑料封套。它包含外壳，固化的树脂合成物封闭在其中，树脂封装电设备。外壳由环氧树脂合成物制成。

EP375851公开了被嵌入在双层塑料封套中的变压器的另一个示例，这两层都是热塑性材料。

对于除了那些以外的、像变压器一样具有磁芯和绕组的其它设备，众所周知，具有双层塑料封套。这方面的示例在US 2006003137、US 2009004557和JP 10156982中公开。然而，所公开的设备都不适用于变压器应用。

具有用于变压器的双铸塑树脂的已知的设备共同点是，外壳由热固性塑料组成。用于外壳的这种材料留下某些缺点，特别是有关它的制造方面，因为封装电设备的绝缘树脂合成物的制造需要昂贵的处理过程，诸如APG或提供铸塑工具。

发明内容

本发明的目的是实现在双铸塑树脂的特性方面改进的、所提到的那种电设备。

根据本发明的第一方面，这个目的是通过包括至少一个绕组和至少一个磁芯的电设备而实现的，所述设备还包括封装的塑料封套，所述封套包括内部分和外部分，内部分是封装电设备的部件的热固性材料的内部绝缘树脂合成物，外部分是至少部分封闭树脂合成物并与其接触的外壳，所述外壳由热塑性材料制成，其中电设备的至少一些部件被放置在由内部绝缘树脂合成物所封装的至少一个内盒中。

对于这样的外壳，外壳本身变为特别适合于被用作为用于模制构成绝缘树脂的热固性材料的内部分的模具。与根据现有技术的设备所要求的、以上提到的方法相比，这大大地简化制造。由此，生产可以更加快速地进行，这允许以有竞争力的成本大规模地生产。

而且，热塑性材料比起在已知的设备中使用的环氧树脂材料是不太易碎的。外壳因此具有更高的坚固性，导致较好的机械稳定性。由热塑性材料制成的外层与热固性材料的内部层相组合的使用提供用于变压器的封装，其中各个层的材料特性以对于这样的应用最佳的方式进行组合。用于外壳的热塑性材料的使用在环境方面也是较少有害的，因为它比起热固性材料更适合于回收利用。