CN107633929A - 一种绝缘高阻燃母线绝缘套管及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘高阻燃母线绝缘套管，包括套管体，套管体外表设置有伞裙，套管体内腔设置有三块绝缘隔板，的绝缘隔板分布于套管体的两端及中段位置，套管体外部的中部设有安装法兰，安装法兰上设有固定孔，套管体的内壁上还贴合有绝缘保护套，套管体内嵌置有导电的屏蔽环，绝缘隔板上设有供母线穿过的通孔，沿绝缘隔板的两侧向外延伸设置有散热衬套，散热衬套外壁螺旋分布有嵌槽，嵌槽内安装有散热盘管；本发明还设计一种绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，该生产工艺简单易行，生产出的绝缘套管绝缘强度高，阻燃性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种套管，具体涉及一种绝缘高阻燃母线绝缘套管及其生产工艺。
背景技术
在现有的开关柜系统中，为了保证一次导电母线穿越开关设备内的金属隔板或开关设备间的金属封板后的绝缘性能，通常在金属隔板或封板上的冲制母线套管安装孔，然后安装绝缘套管，使高压导电母排从绝缘套管的内孔穿过，确保高压导电母排与开关设备外壳的可靠绝缘，而现有的母线绝缘套管虽然能起到一定的隔离作用，但在套管内，局部电场强度很不均匀，容易造成局部空气间隙放点，长时间的放电会导致套管的绝缘性能降低，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种绝缘高阻燃母线绝缘套管及其生产工艺，该生产工艺简单易行，生产出的绝缘套管绝缘强度高，阻燃性好，使用寿命长。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种绝缘高阻燃母线绝缘套管，包括套管体，套管体外表设置有伞裙，套管体内腔设置有三块绝缘隔板，的绝缘隔板分布于套管体的两端及中段位置，套管体外部的中部设有安装法兰，安装法兰上设有固定孔，其中：
套管体的内壁上还贴合有绝缘保护套，套管体内嵌置有导电的屏蔽环，屏蔽环由第一屏蔽环和第二屏蔽环组成，第一屏蔽环与第二屏蔽环同轴心套设并且相互间隔，第一屏蔽环与穿过套管体内的母线电连接，第二屏蔽环接地，第二屏蔽环在第一屏蔽环的外侧；
绝缘隔板上设有供母线穿过的通孔，沿绝缘隔板的两侧向外延伸设置有散热衬套，散热衬套外壁螺旋分布有嵌槽，嵌槽内安装有散热盘管。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述绝缘高阻燃母线绝缘套管中，套管体外周还间隔均布数个阻燃带，阻燃带位于套管体与伞裙之间。
前述绝缘高阻燃母线绝缘套管中，绝缘保护套为聚四氟乙烯保护套。
前述绝缘高阻燃母线绝缘套管中，散热衬套和与之连接的绝缘隔板的剖面为“十”形结构。
前述绝缘高阻燃母线绝缘套管中，阻燃带按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：15-18份，溴碳聚氨酯树脂：10-13份，硼酸锌改性酚醛树脂：15-20份，云母：1-5份，甲基苯基二乙氧基硅烷：7-10份，改性氢氧化镁：5-8份，氯化石蜡：1-3份，硼酸锌：3-6份，氢氧化铝：2-4份，六甲基环三硅氮烷：2-5份，玻璃鳞片：1-3份，三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯：3-5份，改性蛭石粉末：1-3份，硅油：4-7份，填料：0.5-1份；
填料按质量百分比包含以下成分： Y：9-11%，Sc：30-38%，Gd：18-20%，Sm：8-10%，Pr：13-15%，余量La，以上各组分之和为100%；
改性氢氧化镁具体制作如下：将硅烷偶联剂加入去离子水中，搅拌10-15min使其充分水解，在超声分散仪中超声10-15min再装入喷壶中，将氢氧化镁粉末加入高速混合机中，用喷壶将水解的溶液喷在氢氧化镁粉末表面，再高速混合15-20min，取出烘干即可得到改性氢氧化镁。
本发明还设计一种绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，具体包括以下步骤：
将超低密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、润滑剂及溴碳聚氨酯树脂在搅拌机内高速搅拌，搅拌速度为200-40r/min，搅拌10-15min，然后再加入阻燃剂、抗氧剂及增塑剂，再次搅拌20-25min，搅拌速度为300-500r/min，在搅拌过程中加入复合稀土，最后将混合均匀的物料投料到捏炼机中在150-160℃下密炼30-35min，之后经双螺杆造粒机支撑母料，再经挤出成型、电子加速器辐照定型、连续扩张成型得到套管体；
然后在套管体外壁设置阻燃带及伞裙，在套管体内腔设置绝缘隔板，同时将散热衬套与绝缘隔板连接，并放置散热盘管，最后组合好后放入套管内，找套管内设置屏蔽环，形成一个完整的绝缘套管。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，套管体按质量份数计包括以下组分：
超低密度聚乙烯：10-15份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：20-25份，溴碳聚氨酯树脂：10-15份，硅橡胶：5-7份，阻燃剂：3-5份，润滑剂：0.8-1.2份，复合稀土：0.1-0.3份，增塑剂：1-3份，抗氧剂：2-4份；
复合稀土按质量百分比及包括以下组分：Y：9%，Sc：28%，Gd：15%，Sm：7%，Pr：10%，余量La，以上各组分之和为100%；
前述绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；润滑剂为硅酮母料及聚乙烯蜡的混合物，按质量比计硅酮母料：聚乙烯蜡=4:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
本发明的有益效果是：
三块绝缘隔板可以支撑套管体内的母线，且三点一线已经跟稳定了并能够节省材料，降低成本，套管体内的绝缘保护层大大加强了该绝缘套管的绝缘性能，同时外壁上贴合的屏蔽接地保护层，能够使套管体内的电场强度分布均匀，从而有效地解决了局部空气间隙放电而导致的套管绝缘性能降低的问题，提高了该绝缘套管的使用寿命；
套管体外设置有伞裙用于增大爬电距离；
套管内设有散热衬套，有效的提高了母线套管的散热性能，且绝缘隔板与散热衬套的组合也便于对母线在安装时进行导向作用，有效的延长了绝缘套管的使用寿命，保证了母线套管的使用安全。
阻燃带，保证单根母线套管着火时只燃烧一段而不会扩展，防止由于局部套管着火引起全面着火，且该阻燃带的组分中添加了改性蛭石粉末，改性蛭石粉末提高了材料的拉伸强度并且使得断裂伸长率有所改善，也增强了阻燃剂与基体材料的粘结能力，提高两者的相容性，从而提高了其最终的力学性能。
套管体采用的组分不会因为强热风吹动而容易粘结在一起，且已加工成型，外观光滑，阻燃性好，使用寿命长。
国内使用较多的防火材料仍是通过添加大量小分子阻燃剂来达到阻燃的目的，由于大量小分子阻燃剂的添加，降低了材料的耐水性能，且不能保证材料的长期高效阻燃；而本发明的溴碳聚氨酯树脂是一种阻燃高分子材料，其用作防火材料的基体树脂解决了防火材料基体树脂的易燃问题，同时溴碳聚氨酯树脂作为有机高分子材料也解决了防火材料中因大量添加阻燃剂致使防火材料耐水、耐候性能不佳、阻燃时效短的缺陷的问题，达到了长期高效的阻燃目的，溴碳聚氨酯树脂具有较高的强度、弹性及断裂伸长率，加入到外护套的组分中能获得高强度、高模量、高耐磨、耐撕裂的材料，增强了其防火的性能，延长了使用寿命，保证了安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的剖面示意图；
图中： 1-套管体，2-伞裙，3-绝缘隔板，4-安装法兰，5-绝缘保护套，6-第一屏蔽环，7-第二屏蔽环，8-散热衬套，9-散热盘管，10-阻燃带。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种绝缘高阻燃母线绝缘套管，结构如图1-2所示，包括套管体1，套管体1外表设置有伞裙2，套管体1内腔设置有三块绝缘隔板3，绝缘隔板3分布于套管体1的两端及中段位置，套管体1外部的中部设有安装法兰4，安装法兰4上设有固定孔，其中：
套管体1的内壁上还贴合有绝缘保护套5，套管体1内嵌置有导电的屏蔽环，屏蔽环由第一屏蔽环6和第二屏蔽环7组成，第一屏蔽环6与第二屏蔽环7同轴心套设并且相互间隔，第一屏蔽环6与穿过套管体1内的母线电连接，第二屏蔽环7接地，第二屏蔽环7在第一屏蔽环6的外侧；
套管体1外周还间隔均布数个阻燃带10，阻燃带10位于套管体1与伞裙2之间；
绝缘隔板3上设有供母线穿过的通孔，沿绝缘隔板3的两侧向外延伸设置有散热衬套8，散热衬套8外壁螺旋分布有嵌槽，嵌槽内安装有散热盘管9。
在本实施例中，绝缘保护套5为聚四氟乙烯保护套；散热衬套8和与之连接的绝缘隔板3的剖面为“十”形结构。
实施例2
本实施例提供实施例1绝缘高阻燃母线绝缘套管的助燃剂成分及绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺：
阻燃带按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：15份，溴碳聚氨酯树脂：10份，硼酸锌改性酚醛树脂：15份，云母：1份，甲基苯基二乙氧基硅烷：7份，改性氢氧化镁：5份，氯化石蜡：1份，硼酸锌：3份，氢氧化铝：2份，六甲基环三硅氮烷：2份，玻璃鳞片：1份，三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯：3份，改性蛭石粉末：1份，硅油：4份，填料：0.5份；
填料按质量百分比包含以下成分： Y：9%，Sc：30%，Gd：18%，Sm：8%，Pr：13%，余量La，以上各组分之和为100%；
改性氢氧化镁具体制作如下：将硅烷偶联剂加入去离子水中，搅拌10min使其充分水解，在超声分散仪中超声10min再装入喷壶中，将氢氧化镁粉末加入高速混合机中，用喷壶将水解的溶液喷在氢氧化镁粉末表面，再高速混合15min，取出烘干即可得到改性氢氧化镁。
上述绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，具体包括以下步骤：
将超低密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、润滑剂及溴碳聚氨酯树脂在搅拌机内高速搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌10min，然后再加入阻燃剂、抗氧剂及增塑剂，再次搅拌20min，搅拌速度为300r/min，在搅拌过程中加入复合稀土，最后将混合均匀的物料投料到捏炼机中在150℃下密炼30min，之后经双螺杆造粒机支撑母料，再经挤出成型、电子加速器辐照定型、连续扩张成型得到套管体；套管体按质量份数计包括以下组分：
超低密度聚乙烯：10份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：20份，溴碳聚氨酯树脂：10份，硅橡胶：5份，阻燃剂：3份，润滑剂：0.8份，复合稀土：0.1份，增塑剂：1份，抗氧剂：2份；
复合稀土按质量百分比及包括以下组分：Y：9%，Sc：28%，Gd：15%，Sm：7%，Pr：10%，余量La，以上各组分之和为100%；
然后在套管体外壁设置阻燃带及伞裙，在套管体内腔设置绝缘隔板，同时将散热衬套与绝缘隔板连接，并放置散热盘管，最后组合好后放入套管内，找套管内设置屏蔽环，形成一个完整的绝缘套管。
在本实施例中，阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；润滑剂为硅酮母料及聚乙烯蜡的混合物，按质量比计硅酮母料：聚乙烯蜡=4:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
实施例3
本实施例提供实施例1绝缘高阻燃母线绝缘套管的助燃剂成分及绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺：
阻燃带按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：18份，溴碳聚氨酯树脂：13份，硼酸锌改性酚醛树脂：20份，云母：5份，甲基苯基二乙氧基硅烷：10份，改性氢氧化镁：5-8份，氯化石蜡：3份，硼酸锌：6份，氢氧化铝：4份，六甲基环三硅氮烷：5份，玻璃鳞片：3份，三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯：5份，改性蛭石粉末：3份，硅油：7份，填料：1份；
填料按质量百分比包含以下成分： Y：11%，Sc：38%，Gd：18-20%，Sm：10%，Pr：15%，余量La，以上各组分之和为100%；
改性氢氧化镁具体制作如下：将硅烷偶联剂加入去离子水中，搅拌15min使其充分水解，在超声分散仪中超声15min再装入喷壶中，将氢氧化镁粉末加入高速混合机中，用喷壶将水解的溶液喷在氢氧化镁粉末表面，再高速混合20min，取出烘干即可得到改性氢氧化镁。
上述绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，具体包括以下步骤：
将超低密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、润滑剂及溴碳聚氨酯树脂在搅拌机内高速搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌15min，然后再加入阻燃剂、抗氧剂及增塑剂，再次搅拌20-25min，搅拌速度为500r/min，在搅拌过程中加入复合稀土，最后将混合均匀的物料投料到捏炼机中在160℃下密炼35min，之后经双螺杆造粒机支撑母料，再经挤出成型、电子加速器辐照定型、连续扩张成型得到套管体；套管体按质量份数计包括以下组分：
超低密度聚乙烯：15份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：25份，溴碳聚氨酯树脂：15份，硅橡胶：7份，阻燃剂：5份，润滑剂：1.2份，复合稀土：0.3份，增塑剂：3份，抗氧剂：4份；
复合稀土按质量百分比及包括以下组分：Y：9%，Sc：28%，Gd：15%，Sm：7%，Pr：10%，余量La，以上各组分之和为100%；
然后在套管体外壁设置阻燃带及伞裙，在套管体内腔设置绝缘隔板，同时将散热衬套与绝缘隔板连接，并放置散热盘管，最后组合好后放入套管内，找套管内设置屏蔽环，形成一个完整的绝缘套管。
在本实施例中，阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；润滑剂为硅酮母料及聚乙烯蜡的混合物，按质量比计硅酮母料：聚乙烯蜡=4:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
实施例4
本实施例提供实施例1绝缘高阻燃母线绝缘套管的助燃剂成分及绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺：
阻燃带按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：17份，溴碳聚氨酯树脂：12份，硼酸锌改性酚醛树脂：18份，云母：3份，甲基苯基二乙氧基硅烷：9份，改性氢氧化镁：7份，氯化石蜡：2份，硼酸锌：4份，氢氧化铝：3份，六甲基环三硅氮烷：4份，玻璃鳞片：2份，三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯：4份，改性蛭石粉末：2份，硅油：6份，填料：0.8份；
填料按质量百分比包含以下成分： Y：10%，Sc：35%，Gd：19%，Sm：9%，Pr：14%，余量La，以上各组分之和为100%；
改性氢氧化镁具体制作如下：将硅烷偶联剂加入去离子水中，搅拌13min使其充分水解，在超声分散仪中超声13min再装入喷壶中，将氢氧化镁粉末加入高速混合机中，用喷壶将水解的溶液喷在氢氧化镁粉末表面，再高速混合18min，取出烘干即可得到改性氢氧化镁。
上述绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，具体包括以下步骤：
将超低密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、润滑剂及溴碳聚氨酯树脂在搅拌机内高速搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌13min，然后再加入阻燃剂、抗氧剂及增塑剂，再次搅拌22min，搅拌速度为400r/min，在搅拌过程中加入复合稀土，最后将混合均匀的物料投料到捏炼机中在155℃下密炼32min，之后经双螺杆造粒机支撑母料，再经挤出成型、电子加速器辐照定型、连续扩张成型得到套管体；套管体按质量份数计包括以下组分：
超低密度聚乙烯：13份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：22份，溴碳聚氨酯树脂：12份，硅橡胶：6份，阻燃剂：4份，润滑剂：0.9份，复合稀土：0.2份，增塑剂：2份，抗氧剂：3份；
复合稀土按质量百分比及包括以下组分：Y：9%，Sc：28%，Gd：15%，Sm：7%，Pr：10%，余量La，以上各组分之和为100%；
然后在套管体外壁设置阻燃带及伞裙，在套管体内腔设置绝缘隔板，同时将散热衬套与绝缘隔板连接，并放置散热盘管，最后组合好后放入套管内，找套管内设置屏蔽环，形成一个完整的绝缘套管。
在本实施例中，阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；润滑剂为硅酮母料及聚乙烯蜡的混合物，按质量比计硅酮母料：聚乙烯蜡=4:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种绝缘高阻燃母线绝缘套管，其特征在于：包括套管体（1），所述套管体（1）外表设置有伞裙（2），套管体（1）内腔设置有三块绝缘隔板（3），所述的绝缘隔板（3）分布于套管体（1）的两端及中段位置，所述套管体（1）外部的中部设有安装法兰（4），安装法兰（4）上设有固定孔，其中：
所述套管体（1）的内壁上还贴合有绝缘保护套（5），所述套管体（1）内嵌置有导电的屏蔽环，所述的屏蔽环由第一屏蔽环（6）和第二屏蔽环（7）组成，所述的第一屏蔽环（6）与所述的第二屏蔽环（7）同轴心套设并且相互间隔，所述第一屏蔽环（6）与穿过套管体（1）内的母线电连接，所述第二屏蔽环（7）接地，所述第二屏蔽环（7）在第一屏蔽环（6）的外侧；
所述绝缘隔板（3）上设有供母线穿过的通孔，沿所述绝缘隔板（3）的两侧向外延伸设置有散热衬套（8），所述散热衬套（8）外壁螺旋分布有嵌槽，所述嵌槽内安装有散热盘管（9）。
2.根据权利要求1所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管，其特征在于：所述套管体（1）外周还间隔均布数个阻燃带（10），所述的阻燃带（10）位于所述套管体（1）与伞裙（2）之间。
3.根据权利要求1所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管，其特征在于：所述的绝缘保护套（5）为聚四氟乙烯保护套。
4.根据权利要求1所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管，其特征在于：所述的散热衬套（8）和与之连接的绝缘隔板（3）的剖面为“十”形结构。
5.根据权利要求1所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管，其特征在于：所述阻燃带按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：15-18份，溴碳聚氨酯树脂：10-13份，硼酸锌改性酚醛树脂：15-20份，云母：1-5份，甲基苯基二乙氧基硅烷：7-10份，改性氢氧化镁：5-8份，氯化石蜡：1-3份，硼酸锌：3-6份，氢氧化铝：2-4份，六甲基环三硅氮烷：2-5份，玻璃鳞片：1-3份，三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯：3-5份，改性蛭石粉末：1-3份，硅油：4-7份，填料：0.5-1份；
所述的填料按质量百分比包含以下成分： Y：9-11%，Sc：30-38%，Gd：18-20%，Sm：8-10%，Pr：13-15%，余量La，以上各组分之和为100%；
所述改性氢氧化镁具体制作如下：将硅烷偶联剂加入去离子水中，搅拌10-15min使其充分水解，在超声分散仪中超声10-15min再装入喷壶中，将氢氧化镁粉末加入高速混合机中，用喷壶将水解的溶液喷在氢氧化镁粉末表面，再高速混合15-20min，取出烘干即可得到改性氢氧化镁。
6.根据权利要求1所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
将超低密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、润滑剂及溴碳聚氨酯树脂在搅拌机内高速搅拌，搅拌速度为200-40r/min，搅拌10-15min，然后再加入阻燃剂、抗氧剂及增塑剂，再次搅拌20-25min，搅拌速度为300-500r/min，在搅拌过程中加入复合稀土，最后将混合均匀的物料投料到捏炼机中在150-160℃下密炼30-35min，之后经双螺杆造粒机支撑母料，再经挤出成型、电子加速器辐照定型、连续扩张成型得到套管体；
然后在套管体外壁设置阻燃带及伞裙，在套管体内腔设置绝缘隔板，同时将散热衬套与绝缘隔板连接，并放置散热盘管，最后组合好后放入套管内，找套管内设置屏蔽环，形成一个完整的绝缘套管。
7.根据权利要求6所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，其特征在于：所述套管体按质量份数计包括以下组分：
超低密度聚乙烯：10-15份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：20-25份，溴碳聚氨酯树脂：10-15份，硅橡胶：5-7份，阻燃剂：3-5份，润滑剂：0.8-1.2份，复合稀土：0.1-0.3份，增塑剂：1-3份，抗氧剂：2-4份；
所述的复合稀土按质量百分比及包括以下组分：Y：9%，Sc：28%，Gd：15%，Sm：7%，Pr：10%，余量La，以上各组分之和为100%。
8.根据权利要求7所述的绝缘高阻燃母线绝缘套管的生产工艺，其特征在于，所述的阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；所述的润滑剂为硅酮母料及聚乙烯蜡的混合物，按质量比计硅酮母料：聚乙烯蜡=4:1；所述的增塑剂为聚壬二酸酐；所述的抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
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