CN102842832B - 固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线，能够进行一定程度的弯曲，其包括：软铜绞线、第一端头、第二端头、内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层，其中，软铜绞线由多股软铜绞线绞合而成，每股软铜绞线由多根细铜丝绞合而成；第一端头和第二端头分别设置在软铜绞线的两端；内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层从里向外依次包裹在软铜绞线的外侧。

Description

固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线

技术领域

本发明涉及电气领域，具体而言，涉及一种固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线。

背景技术

传统环网柜利用SF6气体作为绝缘介质，目前，在环网柜报废时，国内在报废充气环网柜的回收方面大部分都是采用将剩余的SF6气体直接排放到空气中，随着全球气候的变暖，人类的环保意识也日益加深，对一些温室气体的排放要求也越来越严格，SF6气体同样受到了人们的关注。所以，国家电网公司提出发展固体绝缘环网柜，固体绝缘环网柜就是用固体绝缘材料将母线、开关等封闭起来，不再使用SF6气体。再根据电气接线图将各种不同功能的电器元件进行连接，做成具有不同功能的单元柜，最后根据一定的用途将各个单元柜连接，实现配电的功能。传统的SF6环网柜所用的母线全部为矩形母线，用SF6气体进行绝缘；单元柜与单元柜之间的母线连接采用直接搭接的方式，利用套管作为支撑，母线与其它分支母线的连接也采用矩形母线搭接的方式。

目前，大多的固体绝缘环网柜中的母线全部采用铜棒作为导体，利用橡胶作为绝缘，再进行屏蔽处理，在母线与其它分支母线或另一段主母线连接处用十字接头或丁字接头进行密封。

随着城市用电负荷的增大及城市土地的紧缺，环网柜向小型化、智能化的方向发展，使得柜体内各个电器元件的布置向着节省柜体空间的方向发展，这样，使得各个电器元件之间的布置并不都是位于用一个平面或者位于相互垂直的两个平面内，而是在空间分布上相互成一定的角度，用铜棒进行连接的话，需要对铜棒进行弯曲处理，而且对弯曲的尺寸要求比较精确，因为，不精确的话可能出现安装不上或者电气接触不牢固的现象，用十字接头或丁字接头密封后可能出现爬电、电气接触不良而烧毁柜子的情况发生。铜棒弯曲受到铜棒的直径、长度和弯曲的角度等因素的影响，对于额定电流为1250A的环网柜，铜棒的最小直径为32mm，采用这样规格的铜棒。对于一些弯曲角度小，尺寸比较短的铜棒无法实现弯曲，在一定程度上限制了小型化柜体的发展。

另一方面，由于受到温升的限制，要求导体连接处的接触面积要远大于导体自身的截面积，才能保证连接处具有安全的电流密度和温升值，采用铜棒的话，连接处要锻压成矩形，与其它电气设备进行连接，锻压的矩形截面积与铜棒的直径大小有关，这样，有时为了保证连接处矩形的截面积，必须采用比能够满足自身电流需求的直径大的铜棒来实现，在一定程度上，浪费了铜材。本发明解决了这一难题，根据电流的大小选择软铜绞线的截面积，连接处的端子单独制作，二者进行压接，对于节约铜材，降低损耗具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线，可以进行一定程度的弯曲，用以实现固体绝缘环网柜中相互的空间位置具有一定角度的不同电气部件之间的连接，实现全绝缘，全密封，对于减小环网柜中不同电气部件的距离，缩小环网柜的空间有很重要的意义。

为达到上述目的，本发明提供了一种固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线，其包括：软铜绞线、第一端头、第二端头、内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层，其中

软铜绞线由多股软铜线绞合而成，每股软铜绞线由多根细铜丝绞合而成；

第一端头和第二端头分别设置在软铜绞线的两端；

内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层从里向外依次包裹在软铜绞线的外侧。

进一步地，内屏蔽层为半导电硅胶，绝缘层为绝缘硅胶，外屏蔽层为半导电橡胶。

进一步地，第一端头的一端为圆管形，与软铜绞线的一端压接在一起，另一端为圆柱形，并具有螺纹孔，通过螺纹孔与电器设备的接线端子或主母线连接；第二端头的一端为圆管形，与软铜绞线的另一端压接在一起，另一端为矩形，并具有椭圆孔，通过椭圆孔与电器设备或主母线连接。

在上述实施例中，采用软铜绞线作为导体，在两端分别压接端头，然后在外面包裹半导电硅胶进行屏蔽处理，改善了端子与软铜绞线压接处及软铜绞线的电场分布，再用绝缘硅胶制作成绝缘层，在绝缘胶外面用半导电橡胶制作外屏蔽层，接地后，外表面电位为零。当与母线连接的两个部件的相互位置有一定角度时，即可通过弯曲母线来实现，从而可以将不在一个水平面或者相互垂直的各个电器元部件布置一个较小的空间内，实现环网柜的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明一实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线结构示意图；

图1b为图1a实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线弯曲状态示意图；

图2为本发明一优选实施例的软铜绞线示意图；

图3为本发明一优选实施例的第一端头示意图；

图4为本发明一优选实施例的第二端头主视图；

图5为图4实施例的第二端头俯视图；

图6为本发明一优选实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线压接示意图；

图7为本发明一优选实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线制作内屏蔽层时的订位示意图；

图8a为图7实施例中第一固定块的结构示意图；

图8b为图7实施例中第二固定块的结构示意图；

图9为图7实施例中锁紧杆的结构示意图；

图10为一优选实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线与接头的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1a为本发明一实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线结构示意图；图1b为图1a实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线弯曲状态示意图；如图所示，该固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线包括：软铜绞线1、第一端头2、第二端头6、内屏蔽层3、绝缘层4和外屏蔽层5，其中

软铜绞线1由多股软铜绞线绞合而成，每股软铜绞线由多根细铜丝绞合而成；

第一端头2和第二端头6分别设置在软铜绞线1的两端；

内屏蔽层3、绝缘层4、外屏蔽层5从里向外依次包裹在软铜绞线1的外侧。

例如，内屏蔽层可以为半导电硅胶，绝缘层可以为绝缘硅胶，外屏蔽层可以为半导电橡胶。

在上述实施例中，采用软铜绞线作为导体，在两端分别压接端头，然后在外面包裹半导电硅胶进行屏蔽处理，改善端子与软铜绞线的压接处及软铜绞线的电场分布，再用绝缘硅胶制作成绝缘层，在绝缘胶外面用半导电橡胶制作外屏蔽层，接地后，外表面电位为零。当与母线连接的两个部件的相互位置有一定角度时，即可通过弯曲母线来实现，从而可以将不在一个水平面或者相互垂直的各个电器元部件布置一个较小的空间内，实现环网柜的小型化。同时，本实施例还可以节省铜材，降低成本，而传统技术采用铜棒连接，比较浪费，成本较高。

图2为本发明一优选实施例的软铜绞线示意图；软铜绞线主要起到传输电流的作用，而且需要有一定的柔性，变于弯曲等，由多股软铜绞线绞合而成，每股软铜绞线由多根细铜丝绞合而成，铜线的外径不同，铜绞线的股数和根数也不同，为了具有较好的柔性，单根铜丝的外径在0.2-0.4之间，根据额定电流的大小选用一定截面积的铜绞线。

图3为本发明一优选实施例的第一端头示意图；图中，D1为第一端头一端的内径，D2为第一端头一端的外径，D3为第一端头另一端的外径，L1为软铜绞线与第一端头的压接长度。如图所示，第一端头的一端为圆管形，与软铜绞线的一端的连接采用压接方式，另一端为圆柱形，并具有螺纹孔，通过螺纹孔与电器设备的接线端子或主母线连接，螺纹孔的大小及数量可以根据电气连接的需要进行设计。

图4为本发明一优选实施例的第二端头主视图；图5为图4实施例的第二端头俯视图；图中，第二端头一端的内径、第二端头一端的外径与分别与第一端头一端的内径、外径相同，分别为D1、D2，L2为软铜绞线与第二端头的压接长度，h和b分别为实施例中第二端头另一端矩形的宽度和厚度。如图所示，第二端的一端为圆管形，与软铜绞线的另一端压接在一起，另一端为矩形，并具有椭圆孔，通过椭圆孔与电器设备或主母线连接。从图4实施例可以看出，除第二端头与软铜绞线的连接部分采用圆管形外，第二端头的另一端的形状及结构可以根据实际需要设计，增加了电气连接处设计的多样化。

上述实施例中屏蔽型柔性母线两端的端子可以任意设计，在软铜绞线自身满足电流需要的情况下，两端连接处的端头可以选择大截面积的端子，解决了端子连接处的温升高的问题。

图6为本发明一优选实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线压接示意图；如图所示，第一端头、第二端头与软铜绞线的压接长度L1、L2要根据额定电流的大小、软铜绞线的总长度L、需要弯曲的角度等因素综合考虑，在软铜绞线的总长度L一定的条件下，母线的柔性的程度主要取决未压接部分的软铜绞线的长度（L-L1-L2）和所采用的绝缘硅橡胶的硬度。

在母线安装及环网柜运行时，要确保连接处的安全可靠、绝缘密封的部分一定要采用硬连接，例如，在母线与母线或母线与其他电器设备连接时，可以使用十字接头或丁字接头，接头与母线采用过盈配合进行绝缘密封。图10为一优选实施例的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线与接头的连接示意图；图中，11为母线连接三通接头，12为母线连接四通接头，13为主母线，14为开关连接三通接头，15为本实施例的屏蔽型柔性母线，16为真空断路器出线接口。如图10所示，由于主母线和真空断路器的出线端口具有一定的空间距离，而且距离比较小，所以，在采用屏蔽型柔性母线连接时，屏蔽型柔性母线弯曲后分别与主母线和断路器进行连接，在连接的部位，用三通接头和四通接头进行绝缘密封，绝缘密封距离L3一定要小于端头总长度。

其中，在制作内屏蔽层时，一定要确保软铜绞线为水平的，不得出现弯曲，铜绞线的股与股之间不得出现散股，这样才能保证半导电层的厚度是均匀的，才能很好的起到屏蔽的效果，

图7为本发明一优选实施例的用于制作固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线的模具锁紧定位装置示意图；图中，701为第一固定块，702为锁紧杆，703为第二固定块，704为锁紧转换块，705为紧固螺栓及螺母。图8a为图7实施例中第一固定块的结构示意图；图8b为图7实施例中第二固定块的结构示意图；图中，801为第一凸台，802为第一平面，803为第二凸台，804为第二平面。图9为图7实施例中锁紧杆的结构示意图；图中，901为第三平面，902为紧固柄。

在具体制作半导电屏蔽层时可以采用下面的方法：利用模具锁紧定位装置与两端端头进行连接，使得软铜绞线在包裹硅橡胶的过程中一直保持伸直状态，不会出现散股，这一点对制作屏蔽型柔性母线能否成功来说至关重要以下按照图7所示，并结合图8a、图8b、图9所示固定块、锁紧杆的结构简图来说明软铜绞线定位伸直的原理。

固定块701的外面的第二凸台803与模具定位，使第二凸台803固定在模具上，内部的第一凸台801用于锁紧杆和压接第一端头的定位，锁紧杆702的第三平面901与固定块的第二平面804接触，锁紧杆702上的螺纹与第一端头的螺纹配合，实现紧固，第一端头的端面与固定块701的第二平面804之间有2-5mm左右的距离，这样，两端同时紧固锁紧杆702，通过紧固杆端部的紧固柄902用扳手紧固，就能使铜绞线处于伸直状态。在伸直状态下，进行注胶硫化的过程，就完成了内屏蔽层的制作。

对于另一端的第二端头（端头另一端为矩形），可以通过一个锁紧转换块704实现锁紧杆与端头的连接。

绝缘层的制作工艺与内屏蔽层大致相同，也是要确保包裹了半导电橡胶的软铜绞线的伸直，在伸直状态下进行绝缘胶的注胶硫化处理，这里，绝缘胶的硬度对产品最终的柔软性有很大的影响，绝缘硅胶越硬，产品的柔软性就越差，绝缘硅胶越软，产品的柔软性就越好，结合工艺方面考虑，绝缘胶的硬度控制在35度左右最佳。绝缘模具所采用的定位装置与内屏蔽层的原理相同。

相比较与内屏蔽层和绝缘层，外屏蔽层的制作工艺上相对简单一些，因为软铜绞线上已经有了一定厚度的绝缘胶，所以不会出现散股的现象了，具体制作时，参照内屏蔽层的定位就可以了。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线，其特征在于，包括：软铜绞线、第一端头、第二端头、内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层，其中

所述软铜绞线由多股软铜绞线绞合而成，每股软铜绞线由多根细铜丝绞合而成；

所述第一端头和所述第二端头分别设置在由多股软铜绞线绞合而成的所述软铜绞线的两端；

所述内屏蔽层、所述绝缘层、所述外屏蔽层从里向外依次包裹在由多股软铜绞线绞合而成的所述软铜绞线的外侧；

所述第一端头的一端为圆管形，与由多股软铜绞线绞合而成的所述软铜绞线的一端压接在一起，所述第一端头的另一端为圆柱形，并具有螺纹孔，通过所述螺纹孔与电器设备的接线端子或主母线连接；所述第二端头的一端为圆管形，与由多股软铜绞线绞合而成的所述软铜绞线的另一端压接在一起，所述第二端头的另一端为矩形，并具有椭圆孔，通过所述椭圆孔与电器设备或主母线连接；

其中，所述固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线采用模具锁紧定位装置制作，所述模具锁紧定位装置包括第一固定块、锁紧杆、第二固定块、锁紧转换块和紧固螺栓及螺母，在制作内屏蔽层时采用下面的方法：利用模具锁紧定位装置与所述第一端头和所述第二端头进行连接，使得由多股软铜绞线绞合而成的软铜绞线在包裹过程中一直保持伸直状态，所述第一固定块外面的第二凸台与模具锁紧定位装置定位，使第二凸台固定在模具锁紧定位装置上，所述第一固定块内部的第一凸台用于锁紧杆和压接第一端头的定位，锁紧杆的第三平面与所述第一固定块的第二平面接触，锁紧杆上的螺纹与第一端头的螺纹配合，实现紧固，第一端头的端面与所述第一固定块的第二平面之间有2-5mm的距离，同时紧固锁紧杆两端，通过锁紧杆端部的紧固柄用扳手紧固，使由多股软铜绞线绞合而成的铜绞线处于伸直状态，在伸直状态下完成内屏蔽层的制作；

其中，对于所述第二端头，通过锁紧转换块实现锁紧杆与所述第二端头的连接。

2.根据权利要求1所述的固体绝缘环网柜屏蔽型柔性母线，其特征在于，所述内屏蔽层为半导电硅胶，所述绝缘层为绝缘硅胶，所述外屏蔽层为半导电硅胶。