高压设备和制造高压设备的方法_4

文档序号:9422894阅读:来源:国知局
过挤出嘴500。在图5a中示出的装置的实现中,采用冷的滚筒形式的散热片420在切点405附近施加以便使挤出材料冷却下来并且施加压力(参看力箭头417)使得空隙的风险将降低。可以使用散热片和/或压力提供者的其他手段。在一些实现中,散热片或压力提供者可不是必需的。
[0070]在图5a中示出的装置的实现中,挤出膜205与缠绕的固态膜205a组合,该缠绕固态膜205a在与形成挤出膜205相同的时间缠绕到冷凝器芯115上。缠绕的固态膜205a有助于匝200的机械稳定性,并且可以具有与挤出膜205相同或不同的材料。
[0071]在另一个实现中,整个介电部分125可以由挤出膜205的匝制成。这样的冷凝器芯115可以例如凭借挤出嘴500制造,该挤出嘴500的口放置在接近冷凝器芯的最外匝410的距离处并且包括尾部部分和头部部分,在该挤出材料之间存在挤出嘴500。包括这样的挤出嘴500的制造设备的示例在图5b中示出。尾部部分500a在挤出嘴500进行关于冷凝器芯115表面的相对移动时跟随头部部分500b(该相对移动典型地由冷凝器芯115的旋转引起)。挤出材料在箭头505的方向上在头部与尾部部分之间流动。尾部部分500a从而在头部部分500b横穿新近施加的匝之前几乎360度地横穿新近施加的匝。冷凝器芯115的表面与尾部部分500a之间的距离d确定挤出匝200的厚度。头部部分500b可以设置成比尾部部分500a更接近冷凝器芯115的表面以便在尾部部分500a的方向上指引熔融热塑料,以及从冷凝器芯115的表面刮去任何多余材料。也可以施加散热片420 (参看图4和5a),例如采用冷的滚筒或冷空气源的形式。为了进一步成形热塑性材料的挤出层并且降低在冷凝器芯115中形成气泡的风险,滚筒可以施加到最外层410的一部分,其最近已经缠绕到冷凝器芯115上(参看图4的标号415或图5a的标号420)。备选地可以使用除已经在图5a和5b中示出的以外的其他挤出嘴500的设计。
[0072]挤出嘴500的口可以例如采用如在图5c中示出的细长矩形的形状,使得挤出形状将具有厚度t和长度1,其中I对应于冷凝器芯115的期望轴向长度。
[0073]在制造方法的所有实施例中,将在形成匝200的过程期间在适合的位置处在膜205的匝200之间引入电极120 (如果冷凝器芯115仅包括两个电极120,一个将典型地在两个匝200之间被引入并且另一个将典型地在(最后的)最外匝410的顶部上引入)。电极120可以例如由铝、铜或任何其他导电材料的箔制成,其在形成匝200期间在适合的位置处插入。在匝200之间引入电极120的该方式在图4和5a中图示。备选地,电极120可以由金属化绝缘层形成,其中金属化例如通过在绝缘膜上印刷或涂覆金属材料而实现。也可以使用由导电非金属材料(例如碳黑或石墨)制成的电极120。电极120 (金属或非金属)可以例如直接印刷或涂覆在形成介电部分125的匝200的不可浸渍绝缘膜205上,或在插入匝200之间的绝缘材料的独立片上。当直接印刷或涂覆在形成匝200的膜205上,印刷/涂覆可以在形成匝之前进行,或在介电部分125形成期间在最近增加(最外)的匝410上。电极印刷在本领域内是众所周知的并且例如在由2009年Helsinki University Print的Yrj Neuvo & Sami Yl nen 编辑的“Bit Bang - Rays to the Future”的章节 1.3 中描述。印刷技术包括例如丝网印刷、苯胺印刷、凹印、平版胶印和喷墨印刷。也可以使用对卷处理。用于将电极沉积到绝缘膜上的其他可能技术包括物理气相沉积技术(例如溅射)和化学气相沉积技术。
[0074]在其中电极120由导电材料的独立箔形成的套管中,电极120在缠绕或挤出过程期间的结合将确保箔停在原地并且将不在轴向方向上移位,这可以在其他设计的套管100中出现。通过确保电极120在固定位置,由电极120实现的场分级的精度将提高,并且由此,可以使用电极120之间的较小距离。因为设置电极所在的匝200的结合在匝形成期间开始,当电极120设置在不可浸渍绝缘膜205上时也获得该益处(例如采用印刷形式)。
[0075]因为电极120可以施加到处于固态的膜205上,或设置到由目前增加的匝200形成的固体上,可以使用具有非常低厚度的电极。从而可以在场分布中以高精度实现电场的细分级。电极120的厚度可以例如在1-10 μ m的范围内,或小至10nm,或更小。还可以使用较厚电极。电极120的厚度典型地落在10nm-300 μπι的范围内。
[0076]在其中外部粘合物质用于在不可浸渍绝缘膜的匝200之间以及在电极120与它们的相邻匝200之间形成结合的实施例中,如与在两个匝200之间使用的相同的粘合物质可以用于在不可浸渍绝缘匝与电极120之间形成结合,或如期望的话,不同的粘合剂可以用于形成这些结合。在其中使用内部结合并且绝缘膜205本身被加热到熔融或半熔融状态来提供结合的实施例中,电极120可以采用相同方式结合到绝缘膜205的相邻匝200,即通过熔融或半熔融绝缘膜205的相邻匝200的至少部分。备选地或另外,可以施加外部粘合物质以在电极120与它的不可浸渍绝缘膜205的相邻匝200之间形成结合。
[0077]具有由不可浸渍电气绝缘膜205的结合匝200形成的介电部分125的冷凝器芯115的制造将比具有由浸渍材料(例如纸)或浸渍塑料无纺层(如在US6452109中描述的)形成的介电部分的冷凝器芯115的制造消耗明显更少的时间。该生产时间减少的主要原因是可以消除例如浸渍、固化或后处理等后缠绕步骤。
[0078]结合在一起的不可浸渍绝缘膜的使用导致冷凝器芯115中两个邻近电极120之间的距离中的精度可能提高,因为与纸可以制成的相比,许多不可浸渍材料可以制成更薄的膜205。纸典型地具有约100 μπι或以上的厚度。此外,在树脂浸渍冷凝器芯115中使用的纸必须起皱(cr印ped)以便允许树脂(具有高黏性)流入冷凝器芯115的内部部分。起皱禁止在纸匝的厚度中有高的精度,并且典型地使纸的平均厚度增加到约300 μπι。因此,在浸渍纸用作绝缘材料时,邻近电极120之间的距离将是至少300 μπι。
[0079]许多不可浸渍膜205 (例如热塑性膜)可以制成薄至4 μπι或更少,并且邻近电极120之间的距离因此可以以比在使用浸渍纸时好得多的精度来控制,例如以4 μπι为级。因此,电极之间的距离在包括不可浸渍绝缘膜而不是浸渍纸的匝的套管中可以更小。由此,因为如果可以更好地控制如果电极之间的距离则场分级可以更高效,具有较小直径的套管100可以在特定电压使用,或具有特定直径的套管可以用于较高电压。此外,材料的介电场强度在材料厚度减小时增加。因为薄的膜将允许在邻近电极之间有更小的距离,介电部分的介电场强度可以增加,并且套管的直径由此可以减少。减少的直径意指可以既在运输期间又在安装现场进行空间节省,
典型地,不可浸渍膜的厚度位于4-600 μ m的范围内,例如在4-500 μ m的范围内。
[0080]将不可浸渍绝缘材料的电气绝缘膜205的匝200增加到彼此之上同时使最近增加的匝结合到由之前增加且结合的匝/电极形成的固体的制造过程可以视为叠层过程,其中最近增加的匝叠层到由之前结合的匝和电极形成的固体之上。从而,由这样的过程形成的冷凝器芯115可以视为叠层冷凝器芯125。
[0081]凭借使绝缘膜205的匝和电极120结合在一起的方法,可以产生具有介电部分125的大的固体冷凝器芯115,该介电部分具有高绝缘性质的材料(例如热塑性塑料)。从而,具有热塑性介电部分125的冷凝器芯115可以为高压应用设计。
[0082]实际上,上文描述的制造方法适合于制造具有任意长度的冷凝器芯115:如果期望获得具有轴向长度(其超过膜205的宽度)的冷凝器芯115,可以并排施加两个或以上的膜205。这适用于使用挤出的制造方法,以及适用于其中固体膜205用于形成匝200的方法。在并排放置两个或以上的膜205时,匝200的部分由第一膜205a形成,并且匝205的另一个部分由第二膜205b形成,等等。图6示意地图示冷凝器芯115的示例,其的介电部分125由并排放置的两个分离固体膜205a和205b形成。
[0083]当在形成匝200时进行相邻匝200的结合(和/或电极120到相邻匝200的结合)的时候,通过使用处于黏滞相的内部或外部粘合物质,粘合物质将填充第一膜205a与第二膜205b之间的任何间隙,使得将形成完整的匝200。因此,冷凝器芯115的不可浸渍绝缘匝200 (其由并排设置的两个或以上的膜205形成)将沿匝200的周边具有接头600。粘合物质可以是外部或内部粘合物质。如期望的话,可以在接头处施加额外数量的粘合物质,来确保接头被充分填充。在制造方法的一个实现中,外部粘合物质可以凭借幕帘涂布而施加到匝200,其中粘合物质沿冷凝器芯115的长度施加(作为“幕帘”)。外部粘合物质凭借幕帘涂布的施加也可以在制造实施例上使用,其中滤波器芯的长度由单个膜宽度形成(如期望的话)。
[0084]为了提高介电部分125的介电强度,接头的位置可以在形成匝205的期间变化,使得接头与冷凝器芯115的末端之间的距离将在不同匝205之间和不同匝205内变化。
[0085]在由并排放置的两个或以上分离的不可浸渍膜205形成的冷凝器芯115中,电极120中的至少一些还可以沿滤波器芯的长度分成两个或以上部分,使得处于离导体110特定径向距离处的电极120包括至少在冷凝器芯115的第一末端处的第一部分,和在冷凝器芯115的第二末端处的第二部分,其中该第一和第二部分未电连接。如期望的
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