無機復合材料整體澆注自散熱型35kV以上中壓母線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其包括導體以及包覆于所述導體外的絕緣體，絕緣體包括體積份數(shù)如下的物質(zhì)：非金屬礦物質(zhì)顆粒：SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO 65% ? 80%；礦石原料阻燃劑：Al（OH）3 8%～12%；玻璃微珠：50%的二異氰酸的玻璃微珠1.0%～2.0%；自熄型樹脂8%～12%；硬化劑3%～6%；將合成材料在50℃左右均勻攪拌合成，導體在模具中放置整體固定后在干燥室30℃環(huán)境下進行預熱2小時以上合成澆注料進行澆注作業(yè)。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡潔，高絕緣性、高防護等級并且節(jié)能。
【專利說明】
無機復合材料整體語注自散熱型35kV從上中壓母線
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及電力應用技術領域，尤其設及一種無機復合材料整體誘注自散熱型 35KVW上中壓母線。
【背景技術】
[0002] 目前國內(nèi)生產(chǎn)的中壓主干線封閉型母線，絕緣誘注材料多為樹脂為主的合成材 料，只能滿足IP54(屋內(nèi)使用)和IP66(屋外使用）的低防護等級要求，IP54/IP66其代表的意 義即對外來環(huán)境的防護不足，長期運行下累積的絕緣材料退化，將逐步降低其絕緣能力，從 新品的20MQ逐步降低至5MQ甚至降至IMQ或接近零，因而在無法在惡劣工況條件下使用 (如高溫高濕、戶外暴雨、多灰塵環(huán)境、含腐蝕性氣體環(huán)境、多鹽分環(huán)境等），極易發(fā)生短路過 載等事故，投資百十億W上的電廠很容易因此故障停機，不但增加了電力生產(chǎn)企業(yè)和電力 用戶的維修、運行支出，也使得安全事故時有發(fā)生，給國民經(jīng)濟造成巨大損失。
[0003] 國內(nèi)也有廠家給樹脂封閉母線加裝金屬防護外殼和纏繞石棉等絕緣材料，但運種 方式不但增加了母線的制造成本，也大大增加了母線的重量和安裝空間，使得用戶在設計、 使用上都困難重重，因此多不采用；同時運些外加的防護措施也不能提高母線本體的防護 等級，事倍而無功。
[0004] 火山灰等無機礦物質(zhì)材料誘注封閉母線，近幾年來在國內(nèi)也有制造與銷售，但所 有誘注原材料全部都從歐洲進口，不但價格昂貴而且供貨時間無法保證，無法及時滿足用 戶需求。此外，運種母線的設計完全照搬國外模式，母線散熱孔為正方形，密度非常大，由于 國內(nèi)輸配電設施規(guī)模普遍比國外都大很多，在長距離干線使用時，運種母線的強度等指標 會出現(xiàn)問題，會產(chǎn)生振動發(fā)熱和表面帶電現(xiàn)象，增加了安全生產(chǎn)隱患，短路事故時有發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的W上技術問題，提出一種高絕緣性、高防護等級及 節(jié)能的無機復合材料整體誘注自散熱型35KV W上中壓母線。
[0006] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種無機復合材料整體誘注自散熱 型35KVW上中壓母線，其包括導體W及包覆于所述導體外的絕緣體，所述絕緣體包括體積 份數(shù)如下的物質(zhì)：
[0007] 非金屬礦物質(zhì)顆粒：Si〇2、Al2〇3、化2〇3和CaO 65%-80%;
[000引礦石原料阻燃劑:A1(0H)3 8%~12%;
[0009] 玻璃微珠:50%的二異氯酸的玻璃微珠1.0%~2.0% ;
[0010] 自焰型樹脂8%~12%;
[001" 硬化劑3 %~6 %;
[0012]將上述合成材料在5(TC左右均勻攬拌合成，導體在模具中放置整體固定后在干燥 室3(TC環(huán)境下進行預熱2小時W上合成誘注料進行誘注作業(yè)，絕緣體對每根裸母線導體完 全包裹和覆蓋，各母線之間被合成誘注料相見隔開，誘注完成處理成型后得到封閉母線成 品。
[0013] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，所述自焰型樹脂為雙酪A環(huán)氧樹脂和I， 6-己二醇二縮水甘油酸的混合物。
[0014] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，所述硬化劑為二亞乙基=胺、雙酪A和= 亞乙基四胺的混合物，或者為=甲基六亞甲基二胺和對甲基苯橫酸的混合物。
[0015] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線相鄰兩導體柱間配置封閉式長 方形的散熱孔，其長寬比為1:0.6~1:0.7,運樣的比例既能保障母線的最佳強度，又使得母 線的表面溫升等電性能優(yōu)越。由于母線在傳輸電力中存在損耗，國標規(guī)定母線的表面溫升 為70°C，電網(wǎng)使用時一般不超過60°C。本發(fā)明的中壓母線相鄰兩導體柱間的封閉式長方形 散熱孔的長寬比為1:0.6~1:0.7,經(jīng)測試可得母線的表面溫升在50°C W下。如果散熱孔的 長寬比大于1:0.6或者小于1:0.7,則母線的表面溫升會超過60°C，無法達到電網(wǎng)的使用要 求。
[0016] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線兩端外露導體間設置兩個或兩 個W上開放式散熱孔。
[0017] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線的兩端導體外露，外露導體預 設兩個銜接槽用于母線原件之間的聯(lián)接。
[0018] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線兩端外露的導體的頂端和側邊 邊緣均采用圓弧形設計。
[0019] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，誘注作業(yè)前，將導體和散熱孔模板在臺 架底膜上配置完整后，固定側模和頂膜，之后進行絕緣體誘注完全包裹導體，使中壓母線原 件形成條形巢狀柱狀體。
[0020] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線單體之間的聯(lián)接采用銜接導板 貼附于導體兩側，再用螺絲、螺母銷緊固定，之后進行誘注作業(yè)。
[0021] 作為對本發(fā)明所述技術方案的一種改進，中壓母線中的導體采用銅或侶。
[0022] 本發(fā)明提供的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線，生產(chǎn)工藝簡 潔，表面溫升等電性能優(yōu)越，高絕緣性、高防護等級并且節(jié)能。
【附圖說明】
[0023] 下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0024] 圖1是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 立體結構示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線垂 直于其延伸方向的剖面圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 俯視圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 兩端外露的導體局部放大示意圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 母線單體之間聯(lián)接前的示意圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 母線單體之間采用銜接導板聯(lián)接結構示意圖；
[0030] 圖7是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 母線單體之間采用銜接導板聯(lián)接后并完成誘注后的結構示意圖；
[0031] 圖8是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 采用置放式安裝固定的結構示意圖；
[0032] 圖9是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 采用吊裝式安裝固定的結構示意圖；
[0033] 圖10是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線 的采用吊裝式安裝固定中軟連接的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0035] 本發(fā)明的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線，其包括導體W及包 覆于所述導體外的絕緣體，絕緣體包括體積份數(shù)如下的物質(zhì)：
[0036] 非金屬礦物質(zhì)顆粒：Si〇2、Al2〇3、化2〇3和CaO 65%-80%;
[0037] 礦石原料阻燃劑:A1(0H)3 8%~12%;
[003引玻璃微珠:50%的二異氯酸的玻璃微珠1.0%~2.0% ;
[0039] 自焰型樹脂8%~12%;
[0040] 硬化劑3 %~6 %;
[0041] 將上述合成材料在5(TC左右均勻攬拌合成，導體在模具中放置整體固定后在干燥 室3(TC環(huán)境下進行預熱2小時W上合成誘注料進行誘注作業(yè)，絕緣體對每根裸母線導體完 全包裹和覆蓋，各母線之間被合成誘注料相見隔開，誘注完成處理成型后得到封閉母線成 品。
[0042] 本發(fā)明具體實施例中，自焰型樹脂為雙酪A環(huán)氧樹脂和1,6-己二醇二縮水甘油酸 的混合物。硬化劑為二亞乙基=胺、雙酪A和=亞乙基四胺的混合物，或者為=甲基六亞甲 基二胺和對甲基苯橫酸的混合物。中壓母線相鄰兩導體柱間配置封閉式長方形的散熱孔， 其長寬比為1:0.6~1:0.7。中壓母線兩端外露導體間設置兩個或兩個W上開放式散熱孔。 中壓母線的兩端導體外露，外露導體預設兩個銜接槽用于母線原件之間的聯(lián)接。中壓母線 兩端外露的導體的頂端和側邊邊緣均采用圓弧形設計。誘注作業(yè)前，將導體和散熱孔模板 在臺架底膜上配置完整后，固定側模和頂膜，之后進行絕緣體誘注完全包裹導體，使中壓 母線原件形成條形巢狀柱狀體。中壓母線單體之間的聯(lián)接采用銜接導板貼附于導體兩側， 再用螺絲、螺母銷緊固定，之后進行誘注作業(yè)。本發(fā)明具體實施例中，中壓母線中的導體采 用銅或侶。
[0043] 圖1是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 立體結構示意圖，圖2是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中 壓母線垂直于其延伸方向的剖面圖，圖3是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自 散熱型35KVW上中壓母線的俯視圖，結合圖I至圖3,本發(fā)明具體是實施例中，產(chǎn)品規(guī)格為 35KVW上中壓系列產(chǎn)品可分為35KV和40.5KV兩個規(guī)格，對于35KV產(chǎn)品系列，其額定電壓： 35KV;額定電流容量：In = 800A/1000A/1250A/1600A/2000A/2500A/3200A/4000A/5000A。對 于40.5KV產(chǎn)品系列，其額定電壓:40.5KV，額定電流容量：In = 800A/1000A/1250A/1600A/ 2000A/2500A/3200A/4000A/5000A。
[0044] 如圖2所示，本發(fā)明具體實施例中，母線元件整體外形為柱狀，其界面為方形，內(nèi)部 配置銅或侶導體，導體W-定相間距離Ll間隔。每一導體W-定厚度的絕緣材料i誘注全包 裹，且于原件導體兩末端增加特殊蛇形管絕緣體(如圖3中所示r)，W確保形成相見絕緣。相 鄰兩導體柱間配置封閉式長方形（長寬比1:0.6~1:0.7)散熱孔dl，并W-定距離間隔排 列，從而形成相間散熱孔單排排列（如圖1所示）。為了提高母線原件在電力輸送過程中的安 全性，母線兩端外露導體間設置兩個開放式散熱孔(非封閉式散熱孔，如圖3所示e)，增加了 導體間的爬電距離，達到足夠消弧的功能，從而確保導體間的絕緣性;兩開放式散熱孔間形 成一肋，用W增加相間聯(lián)接部的機械強度并增強母線整體的絕緣特性。
[0045] 圖4是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線 的兩端外露的導體局部放大示意圖；圖5是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自 散熱型35KVW上中壓母線的母線單體之間聯(lián)接前的示意圖；圖6是本發(fā)明具體實施例的無 機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的母線單體之間采用銜接導板聯(lián)接結構 示意圖；圖7是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的 母線單體之間采用銜接導板聯(lián)接后并完成誘注后的結構示意圖；圖8是本發(fā)明具體實施例 的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的采用置放式安裝固定的結構示意 圖；圖9是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線的采用 吊裝式安裝固定的結構示意圖；圖10是本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體誘注自散熱 型35KVW上中壓母線的采用吊裝式安裝固定中軟連接的結構示意圖。
[0046] 導體采用圓弧形設計如圖3和圖4所示，從而避免在中壓系統(tǒng)中使用時產(chǎn)生電氣缺 失即局部放電現(xiàn)象。按照電力系統(tǒng)的鋪設要求，母線原件W不同形式預先誘注完成，再于現(xiàn) 場完成安裝銜接工作，因此兩端外露導體預設兩個銜接槽(如圖4所示中所示g)，用于母線 原件之間的聯(lián)接。
[0047] 長寬比為1:0.6~1:0.7的長方形封閉式散熱孔(如圖3中所示d)，與其它形式的散 熱孔相比，具有最大的散熱面積、周長和最大的機械強度，并且母線表面溫升等電性能優(yōu) 越，散熱孔間隔距離與單柱厚度一致，il與散熱孔間隔厚度和兩端部散熱孔之間肋部厚度 一致，運樣的設計使得導體的散熱效果最好，導體的電流性能最佳，從而達到節(jié)能的目的。 散熱孔間距的最小距離可確保和強化母線在電流中的耐熱穩(wěn)定性（Icc短路電流強度）、動 穩(wěn)定性（Ipk短路電流峰值)的強度。長寬比為1:0.6~1:0.7的長方形散熱孔的形狀和排列 間隔均與本發(fā)明所使用的特殊材料的優(yōu)良性能有關。本實施例中，分別對長方形散熱孔的 長寬比為1:0.5、1:0.6、1:0.65、1:0.7和1:0.8進行母線表面溫升測試，每個比例取10組測 試后取平均值，測試結果如下表所示：
[004引

[0049] 由上表可知，長方形封閉式散熱孔的長寬比為1:0.6~1:0.7時既能保障母線的最 佳強度，又使得母線的表面溫升等電性能優(yōu)越。并且長方形封閉式散熱孔的長寬比為1: 0.65時母線的表面溫升等電性能最佳。當散熱孔的長寬比大于1:0.6或者小于1:0.7,則母 線的表面溫升會超過60°C，無法達到電網(wǎng)的使用要求。
[0050] 母線兩端導體間的長方形開放式散熱孔(如圖3中e所示），增加了導體間的爬電距 離，達到足夠消弧的功能，從而確保導體間的絕緣性。
[0051] 導體和散熱孔模板在臺架底膜上配置完整后，固定側模和頂膜，然后進行絕緣體 (如圖1中所示i)誘注完全包裹導體，使母線原件形成條形巢狀柱狀體(如圖3所示）。絕緣體 主要由不同粒徑的二氧化娃等礦石原料和少量耐溫樹脂等化學原料在一定條件下復合組 成。誘注完成后的母線整體在控溫控濕的條件下釋放應力、緊密結合漸進成型(一般3小時/ 35°C)，成型后的母線整體脫模修邊，使得原件表面光滑平整無毛刺等異物，按上述工藝制 作的母線成品具備耐高溫/化學腐蝕/鹽侵/、防水、高絕緣性、高散熱性性、高機械強度、絕 緣性能優(yōu)良等特性。
[0052] 母線單體之間的聯(lián)接形式如圖7中Ul所示。原件定位好后，相鄰的導體端面保留 一定的距離(如圖5中j所示），運個導體間距用來消化線路的誤差和帶電運行過程中由于導 體熱脹冷縮而產(chǎn)生的縱向變形量（即平行于導體的熱變形量）；銜接導板(如圖6中kl所示） 貼附于導體兩側，再用螺絲、螺母銷緊固定，鎖固后需經(jīng)相關檢查確認，然后進行誘注作業(yè)， 可加面素燈照射加快干燥時間，待干燥成型后，即完成了母線單體之間雙重鎖固的聯(lián)接作 業(yè)，使母線全段都達到相同的防護等級等性能指標。
[0053] 母線元件在安裝上可根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境條件，選擇置放式或吊裝式進行安裝固定。
[0054] 置放式:母線元件置放在金屬固定架上（如圖8所示），需保持一定的安全距離，并 且必須置放在與母線誘注料同質(zhì)的絕緣體底座（如圖8所示W(wǎng))上，W免產(chǎn)生電氣缺失的現(xiàn) 象。
[0055] 吊裝式:母線元件兩側增加四處梯形吊裝點（如圖9所示ml), W配合固定防護外 殼。將原件左右兩側的侶制框架(如圖9中所示0)固定于梯形固定點上，再將侶制網(wǎng)板(如圖 9所示P)扶入左右侶制框架加 W固定。金屬吊裝固定用金屬附件（如圖9所示q)則固定于左 右侶制框架上。
[0化6]將吊裝固定用金屬附件（如圖10所示nl)鎖固于左右防護侶制框架上。防護框架所 覆之兩相鄰元件原件之間，須W接地軟銅帶（軟連接)或侶板相銜接，再封上侶制防護遮板 (如圖10所示s、t)。
[0057]本發(fā)明采用全新材料、全新工藝，生產(chǎn)新形式的中壓母線系列規(guī)格產(chǎn)品，應用于正 常和各種苛刻的工作環(huán)境，經(jīng)久耐用，故障率極低。本發(fā)明具體實施例的無機復合材料整體 誘注自散熱型35KVW上中壓母線，其產(chǎn)品的電氣特性、機械特性及防護等級完全符合中國 國家標準及歐洲國際標準（IEC 61694IEC 60529)之規(guī)范標準，各項性能指標如下：
[0化引
[0059] 本發(fā)明提供的無機復合材料整體誘注自散熱型35KVW上中壓母線，生產(chǎn)工藝簡 潔，母線表面溫升等電性能優(yōu)越，高絕緣性、高防護等級并且節(jié)能。
[0060] 應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可W根據(jù)上述說明加 W改進或變換， 而所有運些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征在于，其包括導體 以及包覆于所述導體外的絕緣體，所述絕緣體包括體積份數(shù)如下的物質(zhì)： 非金屬礦物質(zhì)顆粒：Si〇2、Al2〇3、Fe2〇3和CaO 65% - 80%; 礦石原料阻燃劑:A1 (0H)3 8%~12%; 玻璃微珠:50%的二異氰酸的玻璃微珠1.0%~2.0%; 自熄型樹脂8%~12%; 硬化劑3%~6%; 將上述合成材料在50°C左右均勻攪拌合成，導體在模具中放置整體固定后在干燥室30 °(：環(huán)境下進行預熱2小時以上合成澆注料進行澆注作業(yè)，絕緣體對每根裸母線導體完全包 裹和覆蓋，各母線之間被合成澆注料相間，澆注完成處理成型后得到封閉母線成品。2. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，所述自熄型樹脂為雙酸A環(huán)氧樹脂和1，6-己二醇二縮水甘油醚的混合物。3. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，所述硬化劑為二亞乙基三胺、雙酚A和三亞乙基四胺的混合物，或者為三甲基六亞甲 基二胺和對甲基苯磺酸的混合物。4. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線相鄰兩導體柱間配置封閉式長方形的散熱孔，其長寬比為1:0.6~1:0.7。5. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線兩端外露導體間設置兩個或兩個以上開放式散熱孔。6. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線的兩端導體外露，外露導體預設兩個銜接槽用于母線原件之間的聯(lián)接。7. 根據(jù)權利要求6所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線兩端外露的導體的頂端和側邊邊緣均采用圓弧形設計。8. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，澆注作業(yè)前，將導體和散熱孔模板在臺架底膜上配置完整后，固定側模和頂膜，之后 進行絕緣體澆注完全包裹導體，使中壓母線原件形成條形巢狀柱狀體。9. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線單體之間的聯(lián)接采用銜接導板貼附于導體兩側，再用螺絲、螺母銷緊固定， 之后進行澆注作業(yè)。10. 根據(jù)權利要求1所述的無機復合材料整體澆注自散熱型35KV以上中壓母線，其特征 在于，中壓母線中的導體采用銅或鋁。
【文檔編號】H01B3/10GK105845256SQ201610384172
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】王明國, 楊喆, 雷萌
【申請人】江蘇昊玥電器有限公司