Interruptor de vacío que comprende: una carcasa (301) aislante de material cerámico dotada de un conductor superior y un conductor inferior conectados con el exterior;

una capa (303) de esmalte formada en la superficie exterior de la carcasa aislante; una capa (202) de agente de acoplamiento de silano formada recubriendo con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa de esmalte; y una capa (302) de aislamiento de resina epoxídica moldeada en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano, en el que la capa de agente de acoplamiento de silano está acoplada químicamente con la capa de esmalte y la capa de aislamiento de resina epoxídica

Interruptor de vacío.

Referencia cruzada a una solicitud relacionada

La presente solicitud se basa en, y reivindica prioridad sobre, la solicitud coreana número 10-2007-0037949 presentada el 18 de abril de 2007, cuya descripción se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad.

Antecedentes

La siguiente descripción se refiere generalmente a un interruptor de vacío.

En disyuntores de vacío se realizan una conmutación de carga y una interrupción de la corriente por fallo en un estado de vacío dentro de un interruptor de vacío, pero se realiza un aislamiento externo para el interruptor de vacío en diversos medios. El interruptor de vacío puede aislarse con aire como en un disyuntor de vacío (VCB, vacuum circuit breaker), puede aislarse con aceite que rodea el interruptor de vacío como en un disyuntor en aceite (OCB oil circuit breaker) o puede aislarse usando gas SF₆ como en un conmutador de alta presión. Sin embargo, estos métodos de aislamiento tienen diversas deficiencias.

El método de aislamiento con aire como en el VCB no puede usarse debido a la baja rigidez dieléctrica del aire, cuando se requiere una alta tensión de salto. Recientemente, el aceite tal como se usa en el OCB apenas se usa debido al peligro de explosión del aceite. Mientras tanto, puede usarse el gas SF₆ tal como se usa en el conmutador de alta presión cuando se requiere una alta tensión de salto y no tiene ningún peligro de explosión del aceite, pero está sujeto a regulación en un aspecto medioambiental.

Debido a los motivos anteriores, se usan recientemente métodos de aislamiento sólido, particularmente un método de aislamiento sólido integral en el que el interruptor de vacío se inserta en una resina epoxídica cuando se moldea la resina epoxídica.

Sin embargo, cuando el interruptor de vacío aislado mediante el método de aislamiento sólido se moldea con la resina epoxídica, se generan variaciones en las propiedades mecánicas y eléctricas del interruptor de vacío mediante la adhesividad de caras de unión entre la resina epoxídica y placas de fijación superior e inferior o un material cerámico de una válvula de vacío. Si las caras de unión son del mismo material, las variaciones en las propiedades mecánicas y eléctricas pueden resolverse maximizando un poder adhesivo en una fase inicial de la fabricación del interruptor de vacío. Sin embargo, dado que el metal o material cerámico para formar el interruptor de vacío y el epoxi moldeado de modo que rodee al metal o material cerámico son materiales diferentes, una superficie de contacto puede agrietarse o separarse debido a una diferencia en el coeficiente de expansión térmica provocada por propiedades físicas diferentes cuando se fabrica y se usa el interruptor de vacío. Para complementar esta deficiencia, se ha empleado una capa amortiguadora de caucho.

La figura 1 ilustra una vista en sección vertical de una estructura interna de un interruptor de vacío convencional moldeado con una resina epoxídica. Tal como se muestra en la figura 1, un aislante 103 sólido tal como una resina epoxídica se moldea en la parte exterior de un interruptor 101 de vacío, y una capa 102 amortiguadora de material de caucho para absorber la tensión térmica debido a la diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre un material 104 cerámico y el epoxi 103 se forma en la superficie exterior del interruptor 101 de vacío. Sin embargo, la capa 102 amortiguadora puede aumentar una fuerza de contacto mecánica entre la carcasa 104 aislante de material cerámico y la capa 103 epoxídica ayudando a un contacto físico estanco entre el material 104 cerámico y el epoxi 103, pero puede existir, aunque mínimamente, una separación de superficies de contacto entre la capa 104 de material cerámico y la capa 102 amortiguadora y la capa 103 epoxídica. Además, un defecto tal como un hueco en la superficie de contacto debe eliminarse completamente puesto que la capa 102 amortiguadora está en contacto completamente estanco con la parte exterior del interruptor 101 de vacío en correspondencia con la forma exterior del interruptor 101 de vacío, pero existe una posibilidad de que, en el caso de aplicar la capa 102 amortiguadora en forma de tubo, puede generarse el defecto puesto que la capa 102 amortiguadora puede no llenarse completamente en las partes irregulares tales como una parte de unión entre la parte metálica y el material cerámico. Y, cuando se recubre el interruptor de vacío con material de caucho en fase acuosa o de gel, también existe una posibilidad de que se genere el hueco dentro de la capa 102 amortiguadora.

En el interruptor de vacío tal como se describió anteriormente, puede generarse un defecto tal como un hueco en el procedimiento de formación de la capa amortiguadora en la fabricación inicial y también puede generarse este defecto por un impacto de funcionamiento mecánico durante su uso o en el procedimiento de expansión y contracción debido a la variación de temperatura. En otras palabras, se requieren procedimientos adicionales para formar la capa amortiguadora durante el procedimiento de moldeado del interruptor de vacío con el epoxi, y también se utiliza otro procedimiento adicional y se consumen costes para fabricar la capa amortiguadora.

Tal separación entre las superficies de contacto o el hueco dentro de la capa se convierte en un factor que disminuye una propiedad de descarga parcial del interruptor de vacío moldeado con epoxi y por tanto aumenta más la posibilidad de generación de descarga parcial y arborescencia eléctrica en la resina epoxídica. Por tanto, existe una deficiencia de que se disminuye la fiabilidad para una propiedad de aislamiento de la resina epoxídica en el uso a largo plazo del interruptor de vacío.

El documento EP-A-1 343 233 da a conocer un interruptor de vacío similar, que sin embargo carece de una capa de esmalte.

Sumario

Un objeto de la presente descripción es proporcionar un interruptor de vacío, que tiene propiedades mecánicas y eléctricas superiores y puede reducir un coste de fabricación aplicando un tratamiento de superficie de contacto novedoso sin una capa amortiguadora de material de caucho en el interruptor de vacío moldeado con resina epoxídica.

En un aspecto general, un interruptor de vacío comprende: una carcasa aislante de material cerámico dotada de un conductor superior y un conductor inferior conectados con el exterior; una capa de esmalte formada en la superficie exterior de la carcasa aislante; una capa de agente de acoplamiento de silano formada recubriendo con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa de esmalte; y una capa de aislamiento de resina epoxídica moldeada en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano, en el que la capa de agente de acoplamiento de silano está acoplada químicamente con la capa de esmalte y la capa de aislamiento de resina epoxídica.

En otro aspecto general, un interruptor de vacío comprende: una carcasa aislante de material cerámico dotada de un conductor superior y un conductor inferior conectados con el exterior; una capa de esmalte formada en la superficie exterior de la carcasa aislante; una capa en relieve formada tratando con chorro de arena la superficie exterior de la capa de esmalte; una capa de agente de acoplamiento de silano formada recubriendo con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa en relieve; y una capa de aislamiento de resina epoxídica moldeada en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano, en el que la capa de agente de acoplamiento de silano está acoplada químicamente con la capa de esmalte y la capa de aislamiento de resina epoxídica.

Preferiblemente, el agente de acoplamiento de silano recubre las superficies exteriores del conductor superior y el conductor inferior de la carcasa aislante de material cerámico.

Preferiblemente, el agente de acoplamiento de silano es un compuesto representado por la siguiente fórmula química 1:

en la que, R es un grupo de reacción de hidrocarburo aromático o alifático C₁ ∼ C₁₅ que tiene un número de carbonos de 1 a 15, n es un número entero de 1 ∼ 10, X es grupo alcoxilo aromático o alifático C₁ ∼ C₁₅ que tiene un número...

1. Interruptor de vacío que comprende: una carcasa (301) aislante de material cerámico dotada de un conductor superior y un conductor inferior conectados con el exterior; una capa (303) de esmalte formada en la superficie exterior de la carcasa aislante; una capa (202) de agente de acoplamiento de silano formada recubriendo con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa de esmalte; y una capa (302) de aislamiento de resina epoxídica moldeada en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano, en el que la capa de agente de acoplamiento de silano está acoplada químicamente con la capa de esmalte y la capa de aislamiento de resina epoxídica.

2. Interruptor de vacío que comprende: una carcasa (301) aislante de material cerámico dotada de un conductor superior y un conductor inferior conectados con el exterior; una capa (303) de esmalte formada en la superficie exterior de la carcasa aislante; una capa (400) en relieve formada tratando con chorro de arena la superficie exterior de la capa de esmalte; una capa (202) de agente de acoplamiento de silano formada recubriendo con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa en relieve; y una capa (302) de aislamiento de resina epoxídica moldeada en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano, en el que la capa de agente de acoplamiento de silano está acoplada químicamente con la capa de esmalte y la capa de aislamiento de resina epoxídica.

3. Interruptor de vacío según la reivindicación 1, en el que el agente de acoplamiento de silano recubre las superficies exteriores del conductor superior y el conductor inferior de la carcasa aislante de material cerámico.

4. Interruptor de vacío según la reivindicación 1, en el que el agente de acoplamiento de silano es un compuesto representado por la siguiente fórmula química 1:

en la que, en la fórmula química 1, R es hidrocarburo aromático o alifático C₁ ∼ C₁₅ que incluye un grupo de reacción, n es un número entero de 1 ∼ 10, X es grupo alcoxilo aromático o alifático C₁ ∼ C₁₅.

5. Interruptor de vacío según la reivindicación 1, en el que la capa de aislamiento de resina epoxídica incluye sílice como estabilizador dimensional.

6. Método para fabricar un interruptor de vacío según la reivindicación 1, que comprende: preparar una carcasa (301) aislante de material cerámico, tratar con un esmalte la superficie exterior de la carcasa aislante de material cerámico para formar una capa (303) de esmalte; recubrir con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa de esmalte para formar una capa (202) de agente de acoplamiento de silano; y moldear una capa (302) de aislamiento de resina epoxídica en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano.

7. Método para fabricar un interruptor de vacío según la reivindicación 2, que comprende: preparar una carcasa (301) aislante de material cerámico; tratar con un esmalte la superficie exterior de la carcasa aislante de material cerámico para formar una capa (303) de esmalte; tratar con chorro de arena la parte exterior de la capa de esmalte para formar una capa (400) en relieve; recubrir con un agente de acoplamiento de silano la superficie exterior de la capa en relieve para formar una capa (202) de agente de acoplamiento de silano; y moldear una capa (302) de aislamiento de resina epoxídica en la superficie exterior de la capa de agente de acoplamiento de silano.