CN115642005A - 保护套管及获得保护套管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管(S)，其中保护套管(S)是由闭合网眼式的圆形经编玻璃纤维纱线制成的且涂覆有硅酮涂层的织物套管，该硅酮涂层提供高抗热和抗电性以及对弯曲几何形状的高适应性。本发明还涉及一种用于获得第一方面的保护套管(S)的方法。

Description

保护套管及获得保护套管的方法

技术领域

在第一方面，本发明总体上涉及一种用于以对电和热的方式对电传导母线进行保护的保护套管(sleeve)，尤其涉及一种具有高抗热和抗电性以及对弯曲几何形状的高适应性的保护织物套管。

本发明的第二方面涉及一种用于获得第一方面的保护套管的方法。

背景技术

制造商正在寻找一种产品来覆盖/保护/隔离一些称为母线(busbar)的电传导部件。这些部件是金属元件，在电能集中用于大容量设备的分配或馈送的发电站或接收站中充当电导体系统。

当这种电能被集中时，会产生高温峰值，正是由于这个原因，必须保护/隔离所述金属部件免受这些温度峰值的影响。

本领域已知的用于对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管通常由乙烯基制成，例如在KR100845950 B1中公开的，或者对于具有弯曲节段的母线而言具有热收缩绝缘管，如在CN105957591B中公开的。

那些本领域已知的保护套管具有若干缺点，例如较重、提供明显可改进的抗热和抗电性以及具有低横向弹性。低横向弹性的缺点在CN105957591B中明显的显现出，其中首先将直径较大的套管套在母线的不同弯曲节段上，然后施加热使套管热收缩。

因此，有必要通过提供用于对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管来提供对其中发现的间隙进行覆盖的现有技术的替代方案，对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管提供更高的热和电保护性、更轻并且还被制成对弯曲几何形状具有更大的适应性，因此该保护套管可用于具有弯曲节段的母线。

发明内容

为此，本发明在第一方面涉及一种用于对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管。

与现有技术中已知的用于母线的保护套管相比，在本发明的一个特征中，所述保护套管为织物套管，特别是由闭合网眼式的圆形经编(也称为经编网)玻璃纤维纱线制成的且涂覆有硅酮(silicone)涂层的织物套管。

因此，在织物套管中，网眼以闭合的方式竖向地形成，并在相邻道次(pass)之间彼此接合，以提供对角连接和竖向连接，从而为这样编织的套管提供了不易解开的特性。

对于一种实施方式，保护套管被定尺寸并且具有确定的横向弹性(优选地提供至少1:2的膨胀比)以允许保护套管套在沿着交叉方向纵向延伸的母线的连续的平直条形节段和对所述平直条形节段进行接合的相应的中间弯曲的平节段上，并且对沿着交叉方向纵向延伸的母线的连续的平直条形节段和对所述平直条形节段进行接合的相应的中间弯曲的平节段进行紧密覆盖，所述确定的横向弹性是由所述玻璃纤维纱线的闭合网眼式的圆形经编编结物来提供的。

硅酮涂层提高了保护套管的热稳定性和介电强度，并且当保护套管套在母线上时也实现了更好的联接。

实际上，通过该硅酮涂层，本发明第一方面的保护套管仍然具有较大的适应弯曲几何形状的能力，并且实现了较强的抗热和抗电性，从而保护母线免于(例如，在与母线连接的电池中)产生热泄漏，并且保护该电池免于短路。

优选地，硅酮涂层完全覆盖织物套管的外表面。

对于一种优选实施方式，硅酮涂层是由硅橡胶制成的涂层，该硅橡胶例如是高一致性橡胶(HCR)或液体硅橡胶(LSR)。

对于所述实施方式的变体，硅橡胶包括具有相同或不同重量百分比的至少两种硅酮组分的混合物；并且优选地，所述混合物具有着色剂硅酮组分，所述着色剂硅酮组分的重量范围在介于2％至10％之间。

根据一种实施方式，所述织物套管已经在头部具有48针并且隔距为E8到E12的编织机器中被制成。从这个意义上说，必须澄清的是，在没有浸渍的情况下，织物套管的直径是使用头部具有48针并且隔距为E8到E12的产品；这个头部/针比率来自公式：

其中：

筒形直径，以英寸为单位

π：3.1416

E：机器隔距

这种头部/针比率使织物套管具有1:2的膨胀比。

根据一种实施方式，玻璃纤维纱线具有的号数(title)范围为从34/2特克斯(tex)到136/6特克斯。

对于一种实施方式，织物套管具有的重量范围为从50g/m到90g/m；优选地，织物套管具有的重量范围为从55g/m到85g/m；并且更优选地，织物套管具有的重量范围为从58g/m到78g/m。

根据一种实施方式，在所述织物套管被涂覆有硅酮涂层之前，所述织物套管在静止位置中的范围为从2针步/厘米到12针步/厘米、优选地范围为从3针步/厘米到5针步/厘米，并且范围为从2威尔士/厘米到8威尔士/厘米、优选地范围为从2威尔士/厘米到4威尔士/厘米；当所述织物套管不覆盖所述母线并且当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层时，所述织物套管在静止位置中的范围为从2针步/厘米到12针步/厘米、优选地范围为从5针步/厘米到7针步/厘米，并且范围为从2威尔士/厘米到10威尔士/厘米、优选地范围为从6威尔士/厘米到9威尔士/厘米。

对于一种实施方式，所述织物套管在涂覆有所述硅酮涂层之前具有的光学覆盖系数范围为从75％到90％；以及当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层，在所述硅酮涂层覆盖所述织物套管中限定的所有开口时，所述织物套管具有的光学覆盖系数为100％。

对于一种实施方式，在所述织物套管被涂覆有所述硅酮涂层之前，所述织物套管具有的经长度范围为从1毫米到5毫米并且纬长度范围为从2毫米到6毫米；以及当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层时，所述织物套管具有的经长度范围为从1毫米到6毫米并且纬长度范围为从1毫米到4毫米。

根据一种实施方式，织物套管具有的壁厚度范围为从0.2mm至2mm，优选为约1.15mm±0.25mm。

本发明的第一方面还包括对上述实施方式进行组合以限定用于织物套管的不同特性的范围的实施方式。

具体地，对至少上述壁厚度和重量范围进行组合的实施方式提供了一种保护套管，该保护套管确实具有更大的适应弯曲几何形状和安装有母线的小空间的能力，而保护套管不需要修改那些安装空间，因为保护套管在电池所在的隔室中占据了最小空间。

与现有技术的保护套管相比，本发明第一方面的保护套管的主要优点是：横向弹性更高、更轻、热稳定性更高以及产量更高。

在第二方面，本发明涉及一种用于获得对电传导母线在电和热方面进行保护的保护套管的方法，与本领域已知的方法相比，该方法包括：

-使用闭合网眼式的圆形经编编结物的玻璃纤维纱线，以获得呈织物套管形式的所述保护套管，以及

-用硅酮涂层对所述织物套管进行涂覆。

对于一种实施方式，本发明的第二方面的方法还包括在15秒至15分钟的时间范围期间在介于150℃与450℃之间的温度范围对涂覆所述织物套管的所述硅酮涂层进行固化。

对于一些实施方式，本发明的第二方面的方法应用于制造本发明的第一方面的对于其任何实施方式的保护套管。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的一些优选实施方式。仅出于说明目的而提供这些实施方式，但并不限制本发明的范围。

图1示意性地示出紧密地套在具有不同节段(包括弯曲节段)的母线上的本发明第一方面的保护套管。

图2示出本发明第一方面的织物套管的放大部分，示出织物套管的编织结构，其中指向上的竖向箭头示出织造过程的方向。

图3是以图形方式示出使用本发明第一方面的套管的构建原型进行的弹性测试结果的图表。

具体实施方式

在本节中，将参照附图描述本发明的一些工作实施方式。

具体地，图1示出本发明第一方面的保护/织物套管S，该保护/织物套管S紧密地套在电传导母线B上并且对电传导母线B进行紧密地覆盖，特别地，该保护/织物套管S紧密地套在沿在图中由箭头X、Y和Z指示的交叉方向纵向延伸的母线B的连续平直条形节段上并且对沿在图中由箭头X、Y和Z指示的交叉方向纵向延伸的母线B的连续平直条形节段进行紧密地覆盖，并且还沿着对平直条形节段进行接合的中间弯曲的平节段进行紧密地套住和紧密地覆盖。由玻璃纤维纱线的圆形经编编结物提供的套管S的高横向弹性使套管S适于套在具有这种变化的几何形状(即包括几个并且不同的弯曲节段)的母线B上。

图2示出用于对玻璃纤维纱线进行编织以制造织物套管S的编织结构，所述编织结构特别地是闭合网眼式的圆形经编结构。如该图所示，织物套管网眼以闭合方式竖向地形成，并在相邻道次之间彼此接合，以提供对角连接和竖向连接，从而为这样编织的套管提供了不易解开的特性。

选择这种编织结构主要是由于由此提供的上述横向弹性，横向弹性使得在套管S套在母线B上时，套管S能够弹性变形以进行扩展和收缩，即使沿着如图1所示的具有复杂曲率半径的母线节段也是如此。

本发明人制造了保护套管S的原型，用由硅橡胶制成的硅酮涂层对织物套管进行涂覆，该硅橡胶包含两种硅酮组分的混合物，特别地，硅橡胶

590EU的A组分和B组分具有相同的重量百分比，特别地所述重量百分比都为47.5％，并且具有着色剂硅酮组分，特别是重量为5％的橙色Ral2004。

所制造的原型具有以下特性：

-(最终产品的)壁厚度：1.15mm±0.25mm

-重量(有硅酮涂层)：70g/m±20g/m

-套管直径：17mm

-纱线支数：48

-针步/厘米(无硅酮涂层且在静止位置)数：6

-针步/厘米(有硅酮涂层且在静止位置)数：4.3

-威尔士密度(无硅酮涂层且在静止位置)：2.86，所述威尔士密度是使用以下公式计算的：

-威尔士密度(有硅酮涂层且在静止位置)：7.67

-经长度(无硅酮涂层)范围为从1毫米至5毫米

-纬长度(无硅酮涂层)范围为从2毫米至6毫米

-经长度(有硅酮涂层)范围为从1毫米至6毫米

-纬长度(有硅酮涂层)范围为从1毫米至4毫米

原型已提交到申请论文(essays)，获得以下值：

ο在500℃下进行5分钟耐热测试-通过

ο介电强度测试：对于4.7kV的值通过

介电强度测试没有在量规上进行，而是直接在要加护套的母线B上进行的。当用保护套管S给母线B加护套时，该有加护套的母线B的一部分被包裹在银箔中，并且母线B的端部被放置在测量装置的涡流中，然后开始测试，从而提供上述确定的结果。

套管原型已根据ISO 2062标准进行弹性测试，以用于对套管的横向弹性进行确定，参数如下：

预紧力：10N

测试速度：100毫米/分钟

测试结果对于测试编号1、2和3以三个相应的波形在图3中以及下表中示出：

测试结果示出100％的横向弹性，即1:2的膨胀比，这意味着完全膨胀时套管直径可以达到34毫米。

本领域的技术人员可以在不背离如在所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下在所描述的实施方式中引入变化和修改。

Claims (15)

1.一种用于对电传导母线(B)在电和热方面进行保护的保护套管(S)，其特征在于，所述保护套管(S)是由闭合网眼式的圆形经编玻璃纤维纱线制成的且涂覆有硅酮涂层的织物套管。

2.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述硅酮涂层对所述织物套管的外表面进行完全地覆盖。

3.根据权利要求1或2所述的保护套管(S)，其中，所述硅酮涂层是由硅橡胶制成的，其中，所述硅橡胶是高一致性橡胶(HCR)或液体硅橡胶(LSR)。

4.根据权利要求3所述的保护套管(S)，其中，所述硅橡胶包括至少两种硅酮组分的混合物。

5.根据权利要求4所述的保护套管(S)，其中，所述混合物还包括着色剂硅酮组分，所述着色剂硅酮组分的重量在介于2％至10％之间。

6.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述保护套管(S)被定尺寸并且具有确定的横向弹性，以允许所述保护套管(S)套在沿着交叉方向(X，Y；X，Z；Y，Z)纵向延伸的所述母线(B)的连续的平直条形节段和对所述平直条形节段进行接合的相应的中间弯曲的平节段上，并且对沿着交叉方向(X，Y；X，Z；Y，Z)纵向延伸的所述母线(B)的连续的平直条形节段和对所述平直条形节段进行接合的相应的中间弯曲的平节段进行紧密覆盖，所述确定的横向弹性是由所述玻璃纤维纱线的圆形经编编结物来提供的。

7.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述织物套管已经在头部具有48针并且隔距为E8到E12的编织机器中被制成。

8.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述玻璃纤维纱线具有的号数范围为从34/2特克斯到136/6特克斯。

9.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述织物套管具有的重量范围为从50g/m到90g/m；优选地，所述织物套管具有的重量范围为从55g/m到85g/m；并且更优选地，所述织物套管具有的重量范围为从58g/m到78g/m。

10.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，在所述织物套管被涂覆有所述硅酮涂层之前，所述织物套管在静止位置中的范围为从2针步/厘米到12针步/厘米、优选地范围为从3针步/厘米到5针步/厘米，并且范围为从2威尔士/厘米到8威尔士/厘米、优选地范围为从2威尔士/厘米到4威尔士/厘米；当所述织物套管不覆盖所述母线并且当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层时，所述织物套管在静止位置中的范围为从2针步/厘米到12针步/厘米、优选地范围为从5针步/厘米到7针步/厘米，并且范围为从2威尔士/厘米到10威尔士/厘米、优选地范围为从6威尔士/厘米到9威尔士/厘米。

11.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述织物套管具有的光学覆盖系数范围为从75％到90％；以及当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层，在所述硅酮涂层覆盖所述织物套管中限定的所有开口时，所述织物套管具有的光学覆盖系数为100％。

12.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，在所述织物套管被涂覆有所述硅酮涂层之前，所述织物套管具有的经长度范围为从1毫米到5毫米并且纬长度范围为从2毫米到6毫米；以及当所述织物套管涂覆有所述硅酮涂层时，所述织物套管具有的经长度范围为从1毫米到6毫米并且纬长度范围为从1毫米到4毫米。

13.根据权利要求1所述的保护套管(S)，其中，所述织物套管具有的壁厚度范围为从0.2毫米到2毫米。

14.一种用于获得对电传导母线(B)在电和热方面进行保护的保护套管(S)的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用闭合网眼式的圆形经编编结物的玻璃纤维纱线，以获得呈织物套管形式的所述保护套管(S)；以及

用硅酮涂层对所述织物套管进行涂覆。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括在15秒至15分钟的时间范围期间在介于150℃与450℃之间的温度范围对所述硅酮涂层进行固化。

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