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KR101252593B1 - Production of electrical insulation and insulated products - Google Patents

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KR101252593B1
KR101252593B1 KR1020110025868A KR20110025868A KR101252593B1 KR 101252593 B1 KR101252593 B1 KR 101252593B1 KR 1020110025868 A KR1020110025868 A KR 1020110025868A KR 20110025868 A KR20110025868 A KR 20110025868A KR 101252593 B1 KR101252593 B1 KR 101252593B1
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KR
South Korea
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filler
electrical insulator
mold
final mixture
component
Prior art date
Application number
KR1020110025868A
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Korean (ko)
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KR20110108279A (en
Inventor
차우-혼 호
세리 굴
라르스 에. 슈미트
마르코 슈나이더
빌리 게리그
Original Assignee
에이비비 리써치 리미티드
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

본 발명은 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법(100)에 관한 것이다.
상기 방법(100)은, 정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계(101)와, 적어도 하나의 충진재를 성분에 첨가하는 단계(102)와, 상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계(103)와, 최종 혼합물을 진공 주조용 몰드로 안내하는 단계(104b)로서, 상기 몰드는 진공 챔버에 위치되며, 상기 진공 챔버의 입구는 몰드에 유체 왕래되게 연결되는 혼합 디바이스의 출구에 연결되는, 안내 단계(104b)와, 최종 혼합물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계(105)와, 전기 절연체를 몰딩하는 단계(106)를 포함한다. 경화는 몰딩의 부분일 수 있다.
The present invention relates to a method (100) for manufacturing electrical insulators for medium or high voltage equipment.
The method 100 includes pressurizing (101) all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer, adding (102) at least one filler to the component, and adding the component to at least one Pressing 103 the component having at least one filler into the final mixture of insulating material through a tube comprising a high speed-rotating screw mixing device mixing with the filler and guiding the final mixture into a mold for vacuum casting ( 104b), wherein the mold is located in a vacuum chamber, the inlet of the vacuum chamber being connected to an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold, the guiding step 104b, and at least partially curing the final mixture Forming 105 an insulator; and molding 106 an electrical insulator. Curing may be part of the molding.

Description

전기 절연의 생성 및 절연된 제품{PRODUCTION OF ELECTRICAL INSULATION AND INSULATED PRODUCTS}PRODUCTION OF ELECTRICAL INSULATION AND INSULATED PRODUCTS}

본 발명은 일반적으로 전기 절연 제품 및 특히 고전압 또는 중간 전압 제품에 관한 것이다. 본 문헌은 특히 예를 들어 배리어 절연체와 같은 절연 제품의 제조 공정에 관한 것이다.The present invention relates generally to electrically insulating articles and in particular to high or medium voltage articles. This document relates in particular to the manufacturing process of insulating products, for example barrier insulators.

본 발명은 전기 절연체를 제조하는 방법, 및 독립 청구항에 따른 방법에 의해 제조된 전기 절연체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an electrical insulator and to an electrical insulator produced by the method according to the independent claim.

전자 기기 산업에서, 열경화성 절연 물질은 예를 들어 건식 유형의 분배 변압기의 중간 전압(MV) 내장된 극 및 다른 절연을 생성하는데 사용된다. 크게 충진된 절연 물질의 혼합은 상당한 시간, 종종 1시간 이상 걸린다. 표준 공정은 이른 반응을 방지하기 위해 임펠러(impeller) 혼합기가 설치된 2개의 용기(pots)에서 개별적으로 수지와 충진재의 혼합 및 경화제와 충진재의 혼합을 포함한다. 양호한 충진재 분산이 2개의 성분에서 달성된 후에, 이들 성분은 소위 정적 혼합기를 통해 동시에 힘을 받고, 몰드에 주입된다.In the electronics industry, thermosetting insulating materials are used to produce the medium voltage (MV) embedded poles and other insulation of, for example, dry type distribution transformers. Mixing largely filled insulating materials takes considerable time, often over 1 hour. The standard process involves mixing resin and filler separately and mixing of hardener and filler in two pots equipped with an impeller mixer to prevent premature reaction. After good filler dispersion is achieved in the two components, these components are simultaneously forced through a so-called static mixer and injected into the mold.

몰딩 원리는 기존의 진공 주조 또는 자동 압력 겔화(gelation); 또한 진공 원조될 수 있는 공정이다.Molding principles include conventional vacuum casting or automatic pressure gelation; It is also a process that can be vacuum assisted.

유출가능(pourable) 화합물을 생성하기 위한 여러 신뢰가능한 혼합 시스템은 예를 들어, 헤드리히(hedrich) 진공 시스템 및 휘버스 베르파렌스테크닉(Huebers Verfahrenstechnik)로부터 상업적으로 이용가능하다.Several reliable mixing systems for producing pourable compounds are commercially available from, for example, a Hedrich vacuum system and Huebers Verfahrenstechnik.

본 발명의 목적은 전기 절연체를 생성하기 위한 개선되고 효과적인 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved and effective method for producing electrical insulators.

본 목적은, 절연 물질을 처리하기 위한 상이한 혼합 공정을 이용함으로써 생성 공정을 가속화시킴으로써 달성된다. 임펠러 혼합기가 설치된 수지 및 경화제용 별도의 용기를 포함하는 종래의 시스템을 이용하는 것 대신에, 본 발명의 시스템은 고속 회전 운반 스크류에 기초한다.This object is achieved by accelerating the production process by using different mixing processes for treating the insulating material. Instead of using a conventional system comprising a separate container for resin and hardener with an impeller mixer, the system of the present invention is based on a high speed rotating conveying screw.

본 발명의 일실시예에 따라, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압(forcing)하는 단계와, 적어도 하나의 충진재를 상기 성분에 첨가하는 단계와, 상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계와, 몰드에 유체 왕래되게(fluidly) 연결되는 혼합 디바이스의 출구를 통해 최종 혼합물을 몰드로 안내하는 단계와, 최종 혼합물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계와, 전기 절연체를 몰딩하는 단계를 포함한다.According to one embodiment of the invention, a method of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device is provided, the method comprising forcing all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer; Adding a component having at least one filler to the final mixture of insulating material through a tube comprising adding at least one filler to the component and a high-speed screw mixing device for mixing the component with the at least one filler. Pressurizing, guiding the final mixture into the mold through an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold, forming an electrical insulator by at least partially curing the final mixture, and Molding.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계와, 적어도 하나의 충진재를 상기 성분에 첨가하는 단계와, 상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계와, 최종 혼합물을 진공 주조용 몰드로 안내하는 단계로서, 상기 몰드는 진공 챔버에 위치되며, 상기 진공 챔버의 입구는 몰드에 유체 왕래되게 연결되는 혼합 디바이스의 출구에 연결되는, 안내 단계와, 최종 혼합물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계와, 전기 절연체를 몰딩하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device is provided, the method comprising pressurizing all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer, and Adding one filler to the component and forcing the component having at least one filler into the final mixture of insulating material through a tube comprising a high-speed screw mixing device for mixing the component with the at least one filler. Guiding the final mixture to a mold for vacuum casting, the mold being located in a vacuum chamber, the inlet of the vacuum chamber being connected to an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold; Forming an electrical insulator by at least partially curing the final mixture; And a step of coding.

전술한 경화는 몰딩의 부분일 수 있다.The aforementioned curing may be part of the molding.

다른 예시적인 실시예에 따라, 위 및 아래에 언급되는 실시예에 따른 방법이 제공되며, 여기서 적어도 2개의 충진재는 성분에 첨가되고, 절연 물질의 충진재의 혼합 비율은

Figure 112011021285543-pat00001
와 같은 풀러(Fuller) 분포를 갖는 풀러 시브 곡선(Fuller sieve curve)에 따르고,According to another exemplary embodiment, a method according to the embodiments mentioned above and below is provided, wherein at least two fillers are added to the component and the mixing ratio of the fillers of the insulating material is
Figure 112011021285543-pat00001
According to the fuller sieve curve with a fuller distribution such as

여기서 d는 충진재의 입자 크기이고, D는 최대 입자 크기이고, 예를 들어 300㎛이고, P는 d 이하의 입자비이고, n은 곡률 계수이고, 아마도 0.37 또는 0.5이다.Where d is the particle size of the filler, D is the maximum particle size, for example 300 μm, P is the particle ratio of d or less, n is the coefficient of curvature, perhaps 0.37 or 0.5.

풀러 시브 곡선은 혼합물의 최적화된 세기 및 다공성 또는 중공과 같은 혼합물의 최적화된 특성을 제공하는 혼합물의 최적화된 충진재 조성물을 설명한다.The fuller sheave curve describes the optimized filler composition of the mixture that provides the optimized strength of the mixture and the optimized properties of the mixture, such as porous or hollow.

전술한 풀러 분포에 따라 2개의 충진재의 조성물을 최적화함으로써, 제조된 절연체의 소형화는 최적화될 수 있어서, 충진재와 성분/매트릭스 사이의 이상적인 관계를 제공한다.By optimizing the composition of the two fillers in accordance with the aforementioned puller distribution, the miniaturization of the insulator produced can be optimized, providing an ideal relationship between the filler and the component / matrix.

성분은 경화제 및 수지를 포함할 수 있다.The component may comprise a curing agent and a resin.

배치(batch) 혼합기를 이용하는 것 대신에, 매우 높은 전단 응력(shear)을 갖는 연속적인 혼합기가 사용된다. 높은 전단 응력은, 일반적으로 약간 긴 절차에서 초래되는 낮은 전단 응력을 가지고 수지 및 경화제에서 충진재의 분산을 혼합하는 종래의 임펠러 혼합기에 비해 혼합 시간을 크게 감소시킨다.Instead of using a batch mixer, a continuous mixer with very high shear stress is used. High shear stresses significantly reduce the mixing time compared to conventional impeller mixers, which generally have a low shear stress resulting from slightly longer procedures and mix dispersions of fillers in resins and hardeners.

절연 물질은 약 44 부피%에 대응하는 약 65 wt%의 충진재 함량을 갖는, 예를 들어 하나의 충진재 크기를 갖는 표준 충진된 에폭시, 일반적으로 실리카일 수 있다. 절연 물질은 폴리머 콘크리트를 포함할 수 있다.The insulating material may be a standard filled epoxy, generally silica, having a filler content of about 65 wt%, corresponding to about 44% by volume, for example, one filler size. The insulating material may comprise polymer concrete.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 적어도 2개의 충진재가 사용될 수 있으며, 이러한 충진재는 약 49 내지 91 부피%에 대응하는 70 내지 96wt%, 일반적으로는 약 60 내지 70 부피%에 대응하는 83 내지 85 wt%의 충진재 함량을 갖는다. 폴리머 콘크리트는 각 충진재에 사용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, at least two fillers may be used, such fillers being from 70 to 96 wt%, corresponding to about 49 to 91 volume%, generally from 83 to 85 corresponding to about 60 to 70 volume% has a filler content of wt%. Polymer concrete can be used for each filler.

더 높은 전단 응력을 적용함으로써 수지 및 경화제에서 충진재의 분산을 혼합하는데 필요한 시간은 임펠러 혼합기와 같은 종래 기술의 디바이스에 비해 적어도 인자 10만큼 감소될 수 있는데, 이는 혼합 효율이 크게 증가하기 때문이다. 충진재, 수지 및 경화제는 전기 절연체의 절연 물질의 성분으로서 볼 수 있다.By applying higher shear stress, the time required to mix the dispersion of filler in the resin and hardener can be reduced by at least a factor of 10 compared to prior art devices such as impeller mixers, since the mixing efficiency is greatly increased. Fillers, resins and hardeners can be seen as components of the insulating material of the electrical insulator.

본 발명의 일실시예에 따라, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 절연체를 제조하는 방법이 제공되며, 여기서 물질은 원통형 튜브와 같은 튜브를 통해 고속 회전 스크류 내부에 가압되며, 이것은 높은 전단 응력을 야기하여, 물질의 매트릭스에서 충진재의 양호한 분산을 초래한다. 성분은 1분 미만에 박막 가스 제거(degassing) 유닛을 포함하는 혼합 스크류를 통과한다. 시스템에 의해 생성된 높은 전단 응력의 힘은 더 높은 충진재 함량을 허용하고, 이것은 하나보다 많은 충진재를 적용함으로써 달성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method of manufacturing an insulator for an intermediate voltage or high voltage device is provided, wherein the material is pressed inside a high speed rotating screw through a tube, such as a cylindrical tube, which causes high shear stress, This results in good dispersion of the filler in the matrix of the material. The components pass through a mixing screw that includes a thin film degassing unit in less than one minute. The force of high shear stress generated by the system allows for a higher filler content, which can be achieved by applying more than one filler.

더욱이, 본 발명의 방법은 다음의 장점에 기여한다:Moreover, the method of the present invention contributes to the following advantages:

- 크게 감소된 혼합 시간, 및 이에 따라 증가된 생산 처리량Significantly reduced mixing time, and thus increased production throughput

- 충진재 입자 침전의 감소된 위험, 및 더 우수한 분산Reduced risk of filler particle precipitation, and better dispersion

- 더 높은 충진재 함량, 및 이에 따라 감소된 비용(최대 85 wt%의 실리카는 실험적으로 증명되었고, 더 높은 고체 함량은 아마도 더 큰 수의 상이한 충진재와 더 큰 최대 충진재 그레인 크기를 이용함으로써 이루어진다)Higher filler content, and thus reduced cost (up to 85 wt% silica has been demonstrated experimentally, and higher solids content is probably achieved by using a larger number of different fillers and larger maximum filler grain sizes).

- 비교적 낮은 부피의 제한된 혼합 채널로 인한 낮은 물질 손실Low material loss due to relatively low volume of restricted mixing channels

- 아마도 적은 마모(abrasion): 혼합 스크류는 특수한 마모 방지 합금으로 만들어져서, 알루미나와 같은 마모 충진재는 그와 함께 처리될 수 있다.Possibly abrasion: The mixing screw is made of a special wear protection alloy so that wear fillers such as alumina can be treated with it.

본 발명의 추가 실시예, 장점 및 응용은 다음의 상세한 설명 및 도면으로부터 청구항 또는 청구항의 조합으로부터 명백해질 것이다.Further embodiments, advantages and applications of the present invention will become apparent from the claims or combinations of claims from the following detailed description and drawings.

본 발명의 주제는 개략적으로 도시되는 첨부 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 다음의 설명에서 더 구체적으로 설명될 것이다.The subject matter of the present invention will be explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments shown in the accompanying drawings which are schematically shown.

본 발명의 방법은 다음의 장점에 기여한다:The method of the present invention contributes to the following advantages:

- 크게 감소된 혼합 시간, 및 이에 따라 증가된 생산 처리량Significantly reduced mixing time, and thus increased production throughput

- 충진재 입자 침전의 감소된 위험, 및 더 우수한 분산Reduced risk of filler particle precipitation, and better dispersion

- 더 높은 충진재 함량, 및 이에 따라 감소된 비용(최대 85 wt%의 실리카는 실험적으로 증명되었고, 더 높은 고체 함량은 아마도 더 큰 수의 상이한 충진재와 더 큰 최대 충진재 그레인 크기를 이용함으로써 이루어진다)Higher filler content, and thus reduced cost (up to 85 wt% silica has been demonstrated experimentally, and higher solids content is probably achieved by using a larger number of different fillers and larger maximum filler grain sizes).

- 비교적 낮은 부피의 제한된 혼합 채널로 인한 낮은 물질 손실Low material loss due to relatively low volume of restricted mixing channels

- 아마도 적은 마모(abrasion): 혼합 스크류는 특수한 마모 방지 합금으로 만들어져서, 알루미나와 같은 마모 충진재는 그와 함께 처리될 수 있다.Possibly abrasion: The mixing screw is made of a special wear protection alloy so that wear fillers such as alumina can be treated with it.

도 1은 종래의 임펠러 유형의 혼합기로 혼합된 폴리머 콘크리트의 제 1 샘플을 도시한 광학 현미경 사진.
도 2는 종래의 임펠러 유형의 혼합기로 혼합된 폴리머 콘크리트의 제 2 샘플을 도시한 광학 현미경 사진.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 연속적인 스크류 혼합기로 혼합된 본 발명의 폴리머 콘크리트의 샘플의 광학 현미경(주사 전자 현미경)의 개요를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 도 3에 도시된 주사 전자 현미경을 확대(IV)한 도면.
도 5는 상이한 충진재의 예를 갖는 풀러 시브 곡선의 개략도.
도 6a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법을 도시한 흐름도.
도 6b는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법을 도시한 흐름도.
1 is an optical micrograph showing a first sample of polymer concrete mixed with a conventional impeller type mixer.
2 is an optical micrograph showing a second sample of polymer concrete mixed with a conventional impeller type mixer.
3 shows an overview of an optical microscope (scanning electron microscope) of a sample of polymer concrete of the present invention mixed with a continuous screw mixer in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an enlarged (IV) view of the scanning electron microscope shown in FIG. 3 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a puller sheave curve with examples of different fillers.
6A is a flow chart illustrating a method of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
6B is a flow chart illustrating a method of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device in accordance with another exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 기술적 효과의 차이는 본 발명에 따른 방법으로 생성된 폴리머 콘크리트의 현미경 사진과, 임펠러-유형의 혼합 디바이스를 이용하는 종래의 생성 방법으로 생성된 폴리머 콘크리트의 현미경 사진을 비교할 때 명백해질 것이다.Differences in the technical effects of the present invention will become apparent when comparing micrographs of polymer concrete produced by the method according to the present invention and micrographs of polymer concrete produced by conventional production methods using impeller-type mixing devices.

종래의 임펠러 혼합기로 혼합된 폴리머 콘크리트의 제 1 샘플의 광학 현미경 사진을 디스플레이하는 도 1에 집중할 때, 본질적으로 3개의 구별가능한 영역이 식별될 수 있다. 참조 번호(1)는 0.3mm의 기존의 평균 직경을 갖는 큰 실리카 충진재 입자를 나타내는 반면, 참조 번호(2)는 공극을 나타내고, 참조 번호(3)는 0.016mm의 기존의 평균 직경을 갖는 작은 실리카 충진재 입자를 갖는 영역 및 에폭시 매트릭스를 나타낸다. 특히 입자(1) 및 공극(2)은 약간 더 큰 치수를 갖는다.When focusing on FIG. 1 displaying an optical micrograph of a first sample of polymer concrete mixed with a conventional impeller mixer, essentially three distinguishable areas can be identified. Reference number 1 represents a large silica filler particle having a conventional average diameter of 0.3 mm, while reference number 2 represents a void, and reference number 3 a small silica having a conventional average diameter of 0.016 mm. The area with filler particles and the epoxy matrix are shown. In particular, the particles 1 and the voids 2 have slightly larger dimensions.

큰 공극 치수는 절연 물질이 높은 전기장을 받는 경우 부분적인 방전을 야기하여, 이것은 절연된 제품의 수명 동안 물질의 열화(degradation)를 초래할 수 있다.Large pore dimensions cause partial discharge when the insulating material is subjected to a high electric field, which can lead to degradation of the material during the lifetime of the insulated product.

가장 일반적으로, 절연 구성은 에폭시 수지, 경화제, 촉매, 충진재, 및 다른 액체 또는 고체 첨가제로 구성된다. 기존의 충진재 함량은 65wt%일 수 있다.Most commonly, the insulation configuration consists of epoxy resins, hardeners, catalysts, fillers, and other liquid or solid additives. Existing filler content may be 65wt%.

마찬가지로, 도 2에서의 상황은 임펠러-유형의 혼합 디바이스를 이용하는 종래의 생성 방법에 의해 구성요소의 혼합에 의해 생성된 폴리머 콘크리트의 제 2 샘플의 광학 현미경 사진을 디스플레이한다. 도 1에 도시된 제 1 샘플에 비해 제 2 샘플의 차이는, 공극 함량이 진공 가스 제거 및 진동의 조합을 적용함으로써 크게 감소될 수 있다는 것이다. 다시, 본질적으로 3개의 구별가능한 영역이 식별될 수 있다.Likewise, the situation in FIG. 2 displays an optical micrograph of a second sample of polymer concrete produced by mixing of the components by a conventional production method using an impeller-type mixing device. The difference of the second sample compared to the first sample shown in FIG. 1 is that the pore content can be greatly reduced by applying a combination of vacuum gas removal and vibration. Again, essentially three distinguishable regions can be identified.

참조 번호(4)는 매우 낮은 충진재 함량을 갖는 수지가 풍부한 영역을 나타내는 반면, 참조 번호(5)는 {도 1에서의 참조 번호(1)에 비해} 큰 충진재 입자를 나타내고, 참조 번호(6)는 {도 1에서의 참조 번호(3)에 비해} 작은 실리카 충진재 입자를 갖는 영역 및 에폭시 매트릭스를 나타낸다. 특히 입자(4 및 5)는 약간 더 큰 치수를 갖는다. 다시 균일하지 않은 화합물은 높은 전기장을 받는 경우 장기간의 열화를 겪을 수 있다.Reference numeral 4 denotes a resin-rich region having a very low filler content, while reference numeral 5 denotes a large filler particle {compared to reference numeral 1 in FIG. 1), and reference numeral 6 Denotes an area with small silica filler particles and an epoxy matrix (relative to reference number (3) in FIG. 1). Particles 4 and 5 in particular have slightly larger dimensions. Again, non-uniform compounds may experience long-term degradation when subjected to high electric fields.

본 발명에 따른 본 발명의 생성 방법으로 혼합된 폴리머 콘크리트의 제 1 샘플의 주사 전자 현미경 사진이 도 3에 도시된다. 상기 현미경 사진의 스케일이 500㎛(마이크로미터)이지만, 비교적 큰 실리카 입자(1)는 {도 1에서의 참조 번호(1)에 비해} 쉽게 식별된다. 참조 번호(3)는 {도 1에서의 참조 번호(3)에 비해} 작은 실리카 충진재 입자를 갖는 영역 및 에폭시 매트릭스를 나타낸다. 더욱이, 화살표(IV)에 의해 지시된 영역은 도 3에 포함된다. 상기 영역(IV)은 참조 번호(3)의 확대도이고, 도 4에 설명될 것이다.A scanning electron micrograph of a first sample of polymer concrete mixed with the production method of the present invention according to the present invention is shown in FIG. 3. Although the scale of the micrograph is 500 μm (micrometer), relatively large silica particles 1 are easily identified (relative to reference numeral 1 in FIG. 1). Reference numeral 3 denotes an area having a small silica filler particle (compared to reference numeral 3 in FIG. 1) and an epoxy matrix. Moreover, the area indicated by arrow IV is included in FIG. 3. The area IV is an enlarged view of the reference numeral 3 and will be explained in FIG. 4.

이러한 폴리머 콘크리트를 생성하는데 필요한 구성요소에 대해, 나중에 구체적으로 설명되는 예 5가 참조된다. 최종 혼합물을 생성하기 위해 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 실린더를 통해 혼합물을 가압하는 단계는 약 20 내지 30GPa의 범위에 있는 전단 응력 모듈러스(영률), 및 약 30 내지 약 40GPa의 압축시 영률을 야기한다.For the components required to produce such polymer concrete, reference is made to example 5, which is described in detail later. Pressing the mixture through a cylinder comprising a high-rotational screw mixing device to produce a final mixture results in a shear stress modulus in the range of about 20 to 30 GPa, and a Young's modulus upon compression of about 30 to about 40 GPa. Cause.

도 4에 도시된 영역(IV)의 확대도는, 영역(3)이 0.016mm 직경의 범위에 있는 큰 입자(8) 및 0.06mm 직경의 범위에 있는 입자(9)를 둘러싸는 0.004mm 직경의 범위에 있는 비교적 많은 양의 작은 충진재 입자(7)를 포함한다. 혼합 단계 동안 혼합물에 가해진 높은 전단 응력은 입자의 균일한 분포를 야기한다. 이러한 단계 동안, 혼합물은 최종 혼합물을 생성하기 위해 연속적인 고속-회전 스크류 혼합 디바이스, 및 매우 낮은 공극 함량을 갖는 물질을 초래하는 박막 가스 제거 유닛을 포함하는 실린더를 통해 가압된다. 도 4의 어두운 부분(10)은 에폭시 매트릭스를 나타낸다.An enlarged view of the region IV shown in FIG. 4 shows a diameter of 0.004 mm in which the region 3 surrounds the large particles 8 in the range of 0.016 mm diameter and the particles 9 in the range of 0.06 mm diameter. It comprises a relatively large amount of small filler particles 7 in the range. High shear stress applied to the mixture during the mixing step results in a uniform distribution of particles. During this step, the mixture is pressurized through a cylinder comprising a continuous high-rotational screw mixing device and a thin film degassing unit resulting in a material having a very low pore content to produce the final mixture. Dark portion 10 in FIG. 4 represents an epoxy matrix.

도 5는 풀러 시브 곡선을 개략적으로 도시한다. 도 5의 풀러 시브 곡선은 다음과 같은 밀집되게 패킹된 콘크리트를 얻기 위해 상이한 크기의 충진재의 비율을 나타낸다:5 schematically shows a fuller sheave curve. The fuller sheave curve of FIG. 5 shows the proportion of fillers of different sizes to obtain dense packed concrete as follows:

Figure 112011021285543-pat00002
Figure 112011021285543-pat00002

d는 입자 크기이고, D는 최대 입자 크기이고, 도 5에 따라 300㎛이고, P는 d 이하의 입자 비율이고, n은 곡률 계수이다. 둥근 입자에 대해, n은 일반적으로 0.5로 설정되고, 뭉개진 입자에 대해, 0.37로 설정된다(Fuller W.B., Thompson S.E., The laws of proportioning concrete, Transactions of the American Society of Civil Engineers. 논문 번호 1053, 1907, pp 67-143). 600 EST, W12 EST, W3 및 Sihelco 30은 상이한 입자 비율을 갖는 상이한 충진재이다.d is the particle size, D is the maximum particle size, 300 μm according to FIG. 5, P is the particle ratio of d or less, and n is the curvature coefficient. For round particles, n is typically set to 0.5 and for crushed particles, to 0.37 (Fuller WB, Thompson SE, The laws of proportioning concrete, Transactions of the American Society of Civil Engineers. Article No. 1053, 1907). , pp 67-143). 600 EST, W12 EST, W3 and Sihelco 30 are different fillers with different particle proportions.

풀러 시브 곡선은 혼합물의 최적화된 세기 및 다공성 또는 중공과 같은 혼합물의 최적화된 특성을 제공하는 혼합물의 최적화된 충진재 조성물을 설명한다.The fuller sheave curve describes the optimized filler composition of the mixture that provides the optimized strength of the mixture and the optimized properties of the mixture, such as porous or hollow.

도 6a는 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법(100)의 흐름도를 도시하고, 상기 방법은, 정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계(101)와, 적어도 하나의 충진재를 성분에 첨가하는 단계(102)와, 상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계(103)와, 몰드에 유체 왕래되게 연결되는 혼합 디바이스의 출구를 통해 최종 혼합물을 몰드로 안내하는 단계(104a)와, 최종 혼합물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계(105)와, 전기 절연체를 몰딩하는 단계(106)와, 가스 제거 유닛에 의해 최종 혼합물을 가스 제거하는 단계(107)와, 적어도 부분적으로 몰드 외부에서 최종 혼합물을 후치-경화(post-curing)하는 단계(108)를 포함한다.FIG. 6A shows a flow diagram of a method 100 of manufacturing an electrical insulator for an intermediate voltage or high voltage device, the method comprising pressing 101 all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer; Adding at least one filler to the component (102) and a tube having at least one filler through a tube comprising a high-speed screw mixing device for mixing the component with the at least one filler to finalize the insulating material. Pressurizing the mixture (103), guiding the final mixture into the mold through an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold (104a), and forming an electrical insulator by at least partially curing the final mixture. 105, molding 106 the electrical insulator, degassing the final mixture by the gas removal unit 107, In part, the final mixture in the outer mold post - and a step 108 of curing (post-curing).

도 6b는 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법(100)이 제공되며, 상기 방법은, 정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계(101)와, 적어도 하나의 충진재를 성분에 첨가하는 단계(102)와, 상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계(103)와, 최종 혼합물을 진공 주조용 몰드로 안내하는 단계(104b)로서, 상기 몰드는 진공 챔버에 위치되며, 상기 진공 챔버의 입구는 몰드에 유체 왕래되게 연결되는 혼합 디바이스의 출구에 연결되는, 안내 단계(104b)와, 최종 혼합물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계(105)와, 전기 절연체를 몰딩하는 단계(106)와, 가스 제거 유닛에 의해 최종 혼합물을 가스 제거하는 단계(107)와, 적어도 부분적으로 몰드 외부에서 최종 혼합물을 후치-경화하는 단계(108)를 포함한다.6B provides a method 100 of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device, the method comprising pressurizing 101 all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer, at least Adding at least one filler to the component (102) and a tube comprising a fast-rotating screw mixing device for mixing the component with the at least one filler to convey the component having at least one filler to the final mixture of insulating material. Pressurizing (103) and guiding the final mixture into a vacuum casting mold (104b), wherein the mold is located in a vacuum chamber, the inlet of the vacuum chamber being an outlet of the mixing device fluidly connected to the mold. Guiding step 104b, forming an electrical insulator by at least partially curing the final mixture, and driving the electrical insulator. And step 106 for the step of the final mixture by a gas removal unit to remove gas 107, a post the final mixture in the outer mold, at least in part - a step (108) for curing.

본 발명의 수행 방식Method of performing the present invention

본 발명의 방법의 가능한 실시예의 여러 방식은 예에 의해 이후에 개시되고 논의된다.Various ways of possible embodiments of the method of the invention are described and discussed later by way of example.

예 1 (방향족 에폭시 조성물)Example 1 (aromatic epoxy composition)

에폭시 수지 조성물은 표 1에 주어진 성분으로 만들어진다. 성분은 상이한 혼합 디바이스로 혼합되었다(2개의 상이한 생성-크기 임펠러 혼합기, 및 생성-크기 연속적인 스크류 혼합기). 혼합 시간이 기록되었고, 약 4mm 두께의 2차 플레이트(150 x 150mm)는 약 80℃로 약 8시간 동안 주조되고 경화되었고, 약 140℃로 약 4시간 동안 후치-경화되었다. 기계 테스트를 위한 샘플은 이들 플레이트 중에서 가공되었고, 표 2에 주어진 표준에 따라 테스트되었다. 5개의 샘플은 적절히 기재된 것마다 테스트되었다.The epoxy resin composition is made of the components given in Table 1. The components were mixed in different mixing devices (two different production-size impeller mixers, and a production-size continuous screw mixer). The mixing time was recorded, the secondary plate (150 × 150 mm) of about 4 mm thick was cast and cured at about 80 ° C. for about 8 hours and post-cured at about 140 ° C. for about 4 hours. Samples for mechanical testing were processed among these plates and tested according to the standards given in Table 2. Five samples were tested as appropriately described.

생성-크기 임펠러 혼합기는 에폭시 수지 및 무수물 경화제를 위한 임펠러가 설치된 2개의 별도의 혼합 컨테이너를 포함하였다. 이들 컨테이너에서, 충진재는 각각 수지 및 경화제로 분산된다. 이들 2개의 성분은 정적 혼합기를 통해 이후에 가압된다.The production-sized impeller mixer included two separate mixing containers equipped with impellers for epoxy resins and anhydride hardeners. In these containers, the filler is dispersed in a resin and a hardener, respectively. These two components are then pressurized through a static mixer.

연속적인 스크류 혼합기에서, 에폭시 조성물은 정적 혼합기를 통해 액체 성분의 부피 선량(volumetric dosage)에 의해 조제된다. 이후에, 충진재는 또한 박막 가스 제거 유닛을 포함하는 고속 회전 스크류가 설치된 원통형 튜브를 통해 모든 성분을 가압함으로써 첨가되고 분산된다.In a continuous screw mixer, the epoxy composition is formulated by volumetric dosage of the liquid component through a static mixer. The filler is then added and dispersed by pressurizing all the components through a cylindrical tube equipped with a high-speed rotating screw including a thin film degassing unit.

방향족 에폭시 조성물에 대한 원료 구성(재료는 phr, 즉 에폭시 수지의 백분율로 주어진다)Raw material composition for aromatic epoxy composition (material is given in phr, ie percentage of epoxy resin) 유형type 상표명Brand name 생산자producer phrphr 에폭시 수지Epoxy resin Epikote EPR 845Epikote EPR 845 Hexion (DE)Hexion (DE) 100100 무수물 경화제Anhydride hardener Epikure EPH05389Epikure EPH05389 Hexion (DE)Hexion (DE) 8484 실리카 충진재Silica filler W12W12 Quarzwerke (DE)Quarzwerke (de) 320320

임펠러 혼합기 A 및 B를 비교하면, 임펠러 혼합기 A는 약 480분간의 혼합 이후의 임펠러 혼합기 B에 비해 약 240분간의 혼합 이후에 더 나은 결과를 초래한다는 것이 관찰되었다. 혼합 시간에 기계적 특성에서의 약간의 증가는 임펠러 혼합기 B에 대해 관찰되었다.Comparing impeller mixers A and B, it was observed that impeller mixer A produces better results after about 240 minutes of mixing than impeller mixer B after about 480 minutes of mixing. A slight increase in mechanical properties at mixing time was observed for impeller mixer B.

표 2에서 알 수 있듯이, 연속적인 스크류 혼합기는 임펠러 혼합기 모두에 비해 뛰어난 기계적 특성을 초래한다. 심지어 약 480분간의 매우 긴 혼합 시간에, 연속적인 스크류 혼합기의 기계적 특성이 도달될 수 없다. 기계적 특성은 매트릭스 물질에서 충진재 분산 기능이고, 이것은 다시 혼합 효율에 의존한다. 혼합 효율은 혼합 시간 및 혼합 기하학적 구조(geometry) 모두에 의존한다. 연속적인 스크류 혼합기는, 임펠러 혼합기에 비해 매우 높은 전단 응력, 이에 따라 약 1분의 범위에 있는 매우 짧은 혼합 시간을 생성하고, 이것은 양호한 분산을 초래한다.As can be seen from Table 2, continuous screw mixers result in superior mechanical properties compared to both impeller mixers. Even at very long mixing times of about 480 minutes, the mechanical properties of continuous screw mixers cannot be reached. The mechanical property is the filler dispersion function in the matrix material, which in turn depends on the mixing efficiency. The mixing efficiency depends on both the mixing time and the mixing geometry. Continuous screw mixers produce very high shear stress, and thus very short mixing times, in the range of about 1 minute, compared to impeller mixers, which leads to good dispersion.

상이한 혼합 디바이스로 처리된 방향족 에폭시의 기계적 테스트 결과Mechanical test results of aromatic epoxy treated with different mixing devices 특성characteristic 표준Standard 임펠러 혼합기 AImpeller Mixer A 임펠러 혼합기 BImpeller Mixer B 임펠러 혼합기 BImpeller Mixer B 임펠러 혼합기 B Impeller Mixer B 연속적인 스크루 혼합기Continuous screw mixer 혼합 시간(분)Mix time (minutes) 240240 1515 3030 480480 1One 굴곡부에서의 영률(GPa)Young's modulus at the bend (GPa) ISO 178,ISO 178, 10.9 ±
0.1
10.9 ±
0.1
10.8 ±
0.1
10.8 ±
0.1
11.1 ±
0.2
11.1 ±
0.2
10.9 ±
0.2
10.9 ±
0.2
11.4 ±
0.3
11.4 ±
0.3
유연성 세기(MPa)Flexibility Strength (MPa) ISO 178,ISO 178, 144±4144 ± 4 122±6122 ± 6 123±9123 ± 9 127±7127 ± 7 159±3159 ± 3 파손시 신장(%)Elongation at break (%) ISO 178,ISO 178, 1.57 ±
0.08
1.57 ±
0.08
1.21 ±
0.07
1.21 ±
0.07
1.20 ±
0.11
1.20 ±
0.11
1.29 ±
0.11
1.29 ±
0.11
1.70 ±
0.05
1.70 ±
0.05

예 2 내지 4(Examples 2-4 ( 충진된Filled 시클로알리파틱Cycloaliphatic 에폭시 및  Epoxy and 폴리머Polymer 콘크리트로부터 절연체의 제조) Production of insulators from concrete)

에폭시 수지 조성물(표 3)은 표 4에 주어진 성분으로 만들어진다.The epoxy resin composition (Table 3) is made of the components given in Table 4.

에폭시 조성물은 정적 혼합기를 통해 액체 성분의 부피 선량에 의해 조제된다. 이후, 충진재가 첨가되고, 또한 박막 가스 제거 유닛을 포함하는 고속 회전 스크류를 포함하는 원통형 튜브를 통해 모든 성분을 가압함으로써 분산된다. 스크류에서의 물질의 유지 시간은 일반적으로 1분 미만의 범위에 있다. 혼합 튜브의 출구는 고온-프레스 상에 장착된 가열된 강철 몰드에 호스에 의해 직접 연결된다. 강철 몰드는 중간 전압 옥외 절연체를 위한 것이다. 고온-프레스 상의 몰드는 125℃에 있다. 주입 및 추가로 2시간의 경화 이후에, 그 부분은 몰딩 해제된다.The epoxy composition is formulated by volume dose of the liquid component through a static mixer. The filler is then added and dispersed by pressurizing all the components through a cylindrical tube that includes a high speed rotating screw that also includes a thin film degassing unit. The retention time of the material in the screw is generally in the range of less than one minute. The outlet of the mixing tube is directly connected by a hose to a heated steel mold mounted on a hot-press. The steel mold is for medium voltage outdoor insulators. The mold on the hot-press is at 125 ° C. After injection and a further 2 hours of curing, the part is unmolded.

조성물의 예(재료는 phr, 즉 에폭시 수지의 백분율로 주어진다)Examples of compositions (materials are given in phr, ie percentage of epoxy resin) 재료material 예 2Example 2 예 3Example 3 예 4Example 4 Ardldite
CY184
Ardldite
CY184
100100 100100 100100
Aradur HY1235Aradur HY1235 9090 9090 9090 DY062DY062 0.540.54 0.540.54 0.540.54 Silbond W12 ESTSilbond W12 EST 354354 354354 354354 Sihelco 30Sihelco 30 576576 726726 충진재 함량(wt%)Filler content (wt%) 6565 8383 8585

시클로알리파틱 에폭시 성분에 대한 원료Raw Material for Cycloaliphatic Epoxy Components 유형type 상표명Brand name 생산자producer 시클로알리파틱 에폭시 수지Cycloaliphatic epoxy resins Ardldite CY184Ardldite CY184 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
무수물 경화제Anhydride hardener Aradur HY1235Aradur HY1235 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
촉진제accelerant DY062DY062 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
실리카 분말Silica powder Silbond W12 ESTSilbond W12 EST Quarzwerke (DE)Quarzwerke (de) 실리카 모래Silica sand Sihelco 30Sihelco 30 Sihelco (CH)Sihelco (ch)

예 5(크게 Example 5 (larger 충진된Filled 폴리머Polymer 콘크리트의 균일한 혼합물) Homogeneous mixture of concrete)

폴리머 콘크리트 조성물(표 5)은 표 6에 주어진 성분으로 만들어진다. 상이한 크기의 4개의 실리카 충진재는 밀집된 충진재 패킹을 얻기 위해 풀러 시브 곡선에 따라 선택되었다. 이것은 개선된 기계적 특성, 감소된 침전 위험, 감소된 물질 비용, 및 증가된 열 전도도를 초래한다.The polymer concrete composition (Table 5) is made of the components given in Table 6. Four silica fillers of different sizes were selected according to the fuller sheave curve to obtain a packed filler packing. This results in improved mechanical properties, reduced settling risk, reduced material cost, and increased thermal conductivity.

이 예는 2가지 분산 방법을 위한 충진재 분산을 평가한다: 랩-스케일 임펠러 혼합기 및 생성-크기 연속적인 스크류 혼합기. 랩-스케일 임펠러 혼합기에 대해, 성분은 균일한 혼합물이 얻어질 때까지(일반적으로 30 내지 60분) 혼합되었다. 혼합은 이후에 5mbar로 가스 제거되었고, 6mm 두께의 플레이트를 제공하는 플레이트 몰드로 주조되었다. 플레이트는 90℃에서 2시간 동안 경화되었고, 140℃에서 10시간 동안 경화되었다. 연속적인 스크류 혼합물에 대한 혼합 공정은 예 2 내지 4에 설명되었다. 작은 샘플은 플레이트로부터 절단되었고, 현미경을 위해 준비되었다. 샘플은 광학 및 주사 전자 현미경을 특징으로 한다.This example evaluates filler dispersion for two dispersion methods: a lab-scale impeller mixer and a production-size continuous screw mixer. For the lab-scale impeller mixer, the components were mixed until a homogeneous mixture was obtained (typically 30 to 60 minutes). The mixing was then degassed to 5 mbar and cast into a plate mold providing a 6 mm thick plate. The plate was cured at 90 ° C. for 2 hours and at 140 ° C. for 10 hours. Mixing processes for continuous screw mixtures are described in Examples 2-4. Small samples were cut from the plates and prepared for the microscope. The sample is characterized by optical and scanning electron microscopy.

조성물의 예(재료는 phr, 즉 에폭시 수지의 백분율로 주어진다)Examples of compositions (materials are given in phr, ie percentage of epoxy resin) 재료material 예 5Example 5 Araldite CY184Araldite CY184 100100 Ardadur HY1102Ardadur HY1102 9090 DY070DY070 0.30.3 Silbond 600 ESTSilbond 600 EST 6666 Silbond W12 ESTSilbond W12 EST 131131 Millisil W3Millisil w3 312312 Sihelco 30Sihelco 30 569569 충진재 함량(wt%)Filler content (wt%) 6565

시클로알리파틱 에폭시 조성물에 대한 원료Raw Materials for Cycloaliphatic Epoxy Compositions 유형type 상표명Brand name 생산자producer 시클로알리파틱 에폭시 수지Cycloaliphatic epoxy resins Araldite CY184Araldite CY184 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
무수물 경화제Anhydride hardener Aradur HY1135Aradur HY1135 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
촉진제accelerant DY070DY070 Huntsman Advanced
Materials (CH)
Huntsman advanced
Materials (CH)
실리카 분말Silica powder Millisil W3Millisil w3 Quarzwerke (DE)Quarzwerke (de) 실리카 분말Silica powder Silbond W12 ESTSilbond W12 EST Quarzwerke (DE)Quarzwerke (de) 실리카 분말Silica powder 600 EST600 EST Quarzwerke (DE)Quarzwerke (de) 실리카 모래Silica sand Sihelco 30Sihelco 30 Sihelco (CH)Sihelco (ch)

Claims (14)

중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법(100)으로서,
정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계(101)와,
적어도 하나의 충진재를 성분에 첨가하는 단계(102)와,
상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계(103)와,
몰드에 유체 왕래되게(fluidly) 연결되는 혼합 디바이스의 출구를 통해 최종 혼합물을 몰드로 안내하는 단계(104a)와,
최종 혼합물을 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계(105)와,
전기 절연체를 몰딩하는 단계(106)를
포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.
A method (100) of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device,
Pressurizing (101) all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer;
Adding at least one filler to the component (102),
Pressing (103) the component with at least one filler onto the final mixture of insulating material through a tube comprising a high-speed screw mixing device for mixing the component with the at least one filler;
Directing the final mixture to the mold through an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold (104a),
Forming an electrical insulator by partially curing the final mixture (105),
Molding 106 the electrical insulator
A method of making an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device, comprising.
중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법(100)으로서,
정적 혼합기를 통해 전기 절연체의 절연 물질의 모든 액체 성분을 가압하는 단계(101)와,
적어도 하나의 충진재를 성분에 첨가하는 단계(102)와,
상기 성분을 적어도 하나의 충진재와 혼합하는 고속-회전 스크류 혼합 디바이스를 포함하는 튜브를 통해 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 절연 물질의 최종 혼합물에 가압하는 단계(103)와,
최종 혼합물을 진공 주조용 몰드로 안내하는 단계(104a)로서, 상기 몰드는 진공 챔버에 위치되며, 상기 진공 챔버의 입구는 몰드에 유체 왕래되게 연결되는 혼합 디바이스의 출구에 연결되는, 안내 단계(104a)와,
최종 혼합물을 부분적으로 경화시킴으로써 전기 절연체를 형성하는 단계(105)와,
전기 절연체를 몰딩하는 단계(106)를
포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.
A method (100) of manufacturing an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device,
Pressurizing (101) all liquid components of the insulating material of the electrical insulator through a static mixer;
Adding at least one filler to the component (102),
Pressing (103) the component with at least one filler onto the final mixture of insulating material through a tube comprising a high-speed screw mixing device for mixing the component with the at least one filler;
Guiding the final mixture to a mold for vacuum casting (104a), wherein the mold is located in a vacuum chamber, the inlet of the vacuum chamber being connected to an outlet of a mixing device fluidly connected to the mold; )Wow,
Forming an electrical insulator by partially curing the final mixture (105),
Molding 106 the electrical insulator
A method of making an electrical insulator for a medium voltage or high voltage device, comprising.
제 1항에 있어서, 상기 몰드는 진공 챔버의 부분인, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the mold is part of a vacuum chamber. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
가스 제거(degassing) 유닛에 의해 최종 혼합물을 가스 제거하는 단계(107)를 더 포함하며,
상기 고속-회전 스크류 혼합 디바이스는 가스 제거 유닛을 포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Degassing the final mixture by a degassing unit (107),
And said high speed-rotating screw mixing device comprises a gas removal unit.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 경화는 몰드에서 부분적으로 수행되는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.3. The method of claim 1, wherein the curing is performed in part in a mold. 4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 경화는 몰드에서 완전히 수행되는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.A method according to claim 1 or 2, wherein the curing is carried out completely in the mold. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 부분적으로 몰드 외부에서 가압된 대류 오븐에서 최종 혼합물을 후치-경화(post-curing)하는 단계(108)를 더 포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.4. The medium voltage or high voltage appliance of claim 1, further comprising post-curing the final mixture in a convection oven that is partially pressurized outside the mold. A method of manufacturing an electrical insulator for the invention. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 충진재가 상기 성분에 첨가되고, 절연 물질의 충진재의 혼합 비율은
Figure 112012078993081-pat00003
의 풀러(Fuller) 분포를 갖는 풀러 시브 곡선(Fuller sieve curve)에 따르고,
여기서, d는 충진재의 입자 크기이고, D는 최대 입자 크기이고, P는 d 이하의 입자비이고, n은 곡률 계수인, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least two fillers are added to the component, and the mixing ratio of the filler of the insulating material is
Figure 112012078993081-pat00003
Following a Fuller sieve curve with a Fuller distribution of
Wherein d is the particle size of the filler, D is the maximum particle size, P is the particle ratio less than or equal to d, and n is the coefficient of curvature.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브를 통해 혼합물을 가압하는 단계는, 고속-회전 스크류 혼합 디바이스가 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 최종 혼합물과 혼합하여, 2 내지 40 GPa의 범위에 있는 굴곡부에서의 영률을 야기하는 단계를 포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.4. The method of any one of claims 1 to 3, wherein pressurizing the mixture through the tube is such that the high-rotational screw mixing device mixes the component having at least one filler with the final mixture, thereby providing 2-40 GPa. Causing a Young's modulus at the bend in the range of. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 충진재의 부피는 전기 절연체의 절연 물질의 부피의 적어도 49%를 포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.4. The method of claim 1, wherein the volume of at least two fillers comprises at least 49% of the volume of insulating material of the electrical insulator. 5. 제 8항에 있어서, 상기 충진재의 비율은 0.5의 곡률 계수(n)에 따라 결정되는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.9. A method according to claim 8, wherein the proportion of filler is determined according to a curvature factor n of 0.5. 제 8항에 있어서, 상기 충진재의 비율은 0.37의 곡률 계수(n)에 따라 결정되는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.9. A method according to claim 8, wherein the proportion of filler is determined according to the curvature coefficient n of 0.37. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 방법(100)에 따라 제조된 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체.Electrical insulator for medium voltage or high voltage equipment manufactured according to the method (100) according to any one of claims 1 to 3. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브를 통해 혼합물을 가압하는 단계는, 고속-회전 스크류 혼합 디바이스가 적어도 하나의 충진재를 갖는 성분을 최종 혼합물과 혼합하여, 10 내지 30 GPa의 범위에 있는 굴곡부에서의 영률을 야기하는 단계를 포함하는, 중간 전압 또는 고전압 기기를 위한 전기 절연체를 제조하는 방법.The method of any one of claims 1 to 3, wherein pressurizing the mixture through the tube is characterized in that the high-rotational screw mixing device mixes the component having at least one filler with the final mixture, thereby providing 10-30 GPa. Causing a Young's modulus at the bend in the range of.
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