CN102237157A - 干式全绝缘管型母线 - Google Patents

Abstract

干式全绝缘管型母线，涉及电力***发电、输电、变配电器件。本发明包括：空心导电管，包覆于导电管外侧的第一环氧树脂绝缘层和包覆于第一环氧树脂绝缘层外的第一屏蔽层。利用同轴电容原理，采用环氧树脂成型技术，母线容量大、体积小、节能、免维护，工作安全，便于大规模制造。

Description

干式全绝缘管型母线

技术领域

本发明涉及电力***发电、输电、变配电器件，具体是一种新型的干式全绝缘管型母线。

背景技术

随着我国经济的高速发展，供用电容量大幅攀升。变压器低压侧额定电流也在不断加大。目前，110KV及220KV变压器单台容量达120MVA，低压侧电压为6.3——13.8KV，工作电流高达5000A——11000A。同时，我国单台容量125MW及以下的火力发电机组正处于逐渐关停中。200MW、300MW及600MW机组成为主流发电设备，其出口电压分别为15.75KV、18KV及20KV，出口电流分别为8625A、11320A及19000A。

现有的母线包括常规矩形母线(变通铜排母线)和充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘管型母线，这两种结构的母线已经无法满足在大电流下母线发热和短路电动力的要求：

1)对于充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘管型母线，由于聚四氟乙烯带非常光滑，即使啬加了热缩管收紧层，也不能达到完全固定的目的。在生产、运输、安装及运行过程中，聚四氟乙烯带及屏蔽层沿母线轴线的攒动不可避免，必然导致电场分配不均并发生劣变；

聚四氟乙烯带在缠绕过程中，靠涂硅油来挤出各层之间的气泡，属于油浸湿式绝缘，无法避免层间夹杂气泡。该加工工世对生产场所温湿度要示极高，同时，由于采用人工绕包生产，工人出汗、打喷嚏等都会带入致使的杂质，产品局放难以达标。随着运行年限的增加，夹杂的气泡或杂质不断放电，气泡周围的绝缘介质被不断侵蚀，局放水平逐渐恶化，直至闪络击穿。据统计，这种绝缘母线在运行3年左右，局放量极易超标，导致频繁发生击穿等事故，给电网的安全运行带来了极大的威胁。

聚四氟乙烯带及屏蔽纸抗拉、抗弯强度低，这种绕包式绝缘母线，由于各层可独立滑动，在母线的形变中，绝缘材料不能承受应力，各向应力不均，会导致局部变形错位甚至断裂等情况。

2)常规矩形母线的导电主体为实心导体，在工作过程中集肤效应大，电能在传输过程中损耗大，带来载流能力的大幅下降，严重影响并制约变电站的安全运行。且散热性能不佳，工作温度较高，对母线使用和寿命都有影响，机械强度一般，

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种干式全绝缘管型母线，通过改进母线结构来达到提高安全性、降低损耗、提高强度和电气性能的目的。

为此，本发明采用以下技术方案：

干式全绝缘管型母线，其特征在于它包括：

空心导电管，具有贯穿管体的内通风道；

包覆于导电管外侧的第一环氧树脂绝缘层，使空心导电管与外界相绝缘；

包覆于第一环氧树脂绝缘层外的第一屏蔽层。

本发明采用干式的环氧树脂绝缘层，便于直接成型，将各层固结在一起，各层之间无攒动，电场分布均匀，空心导电管集肤效应系数低，损耗小。

作为对上述技术方案的完善和补充，本发明进一步采取如下技术措施或是这些措施的任意组合：

所述的第一屏蔽层外包覆有第二环氧树脂绝缘层，第二环氧树脂绝缘层外包覆有第二屏蔽层，所述的第二屏蔽层外包覆有第三环氧树脂绝缘层，第三环氧树脂绝缘层外包覆有第三屏蔽层，该第三屏蔽层与地零电位相连，形成屏蔽保护层。

所述的空心导电管、各环氧树脂绝缘层和屏蔽层为同轴圆管体。

所述的环氧树脂绝缘层通过自动压力凝胶工艺形成，将绝缘材料和屏蔽层固化成一整体。

所述的母线两端开有与空心导电管的内通风道连通的通风孔。

有益效果：本发明利用同轴电容原理，采用环氧树脂成型技术，母线容量大、体积小、节能、免维护，工作安全，便于大规模制造。

附图说明

图1为本发明母线的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的干式全绝缘管型母线，由内到外依次包括空心导电管1、第一环氧树脂绝缘层2、第一屏蔽层3、第二环氧树脂绝缘层4、第二屏蔽层5、第三环氧树脂绝缘层6、第三屏蔽层7，第三屏蔽层与地零电位相连，形成屏蔽保护层。空心导电管、各环氧树脂绝缘层和屏蔽层为同轴圆管体。

本发明采用环氧树脂特殊成型工艺，均匀释放压力，各向应力平衡，村质疏密一致，磁力线均匀对称无变形，无气泡，局放近乎为零。由于环氧树脂本身的优良的绝缘特性及固化特性。环氧树脂将绝缘材料及各层屏蔽层完全固化成为一个整体，无法分割移动，抗拉及抗弯应力是普通母线的30倍。在生产过程中，由于采用真空浇注工艺，中间不分层，不充油，为完全浇注一体的干式绝缘，彻底避免了绝缘材料中气泡的产生，局放水平不会随着时间而变化。是一种完美的母线连接***。

母线可用模块化设计，以外径为∮70的铀管作为导体，母线外径统一为∮100，母线金具等附件均统一规格，减速附件数量及种类，便于大规模生产、安装及运维。

本发明的优点包括：

1)、载流量大

干式全绝缘管型母线的主体为空心铜管或铝合金管，表面积大，相对常规矩形母线，其导体表面电流密度分布均匀，最高额定电流可达20000A。

2)、机械强度高

干式全绝缘管型母线主体允许应力为矩形母线的4倍，可承受的短路电流大，机械强度高，使得母线支撑跨距最大可达9米。

3)、散热好、温升低

干式全绝缘管型母线为空心导体，母线两端开有通风孔，内径风道能自然形成热空气对流，散热条件好，温升低。管型母线连接部位，温升低于导体。

4)、损耗低

铜损低，干式全绝缘管型母线的外形决定了其表面集肤效应系数低，Kf≤1，电阻率高达99.98％，电阻小，因而铜损低。无涡损，该管型母线是由多层屏蔽层组成的全封闭、全绝缘母线，最外层屏蔽层接地零电位。因而对周围的导磁材料(金具、钢构架及支柱内的钢筋等)无电磁感应，基本不存在涡损，管型母线相比矩形母线节能达10％。

5)、电气绝缘性能强

干式全绝缘管型母线采用环氧树脂APG(自动压力凝胶工艺)技术，形成绝缘材料和屏蔽材料极高的同轴度及均匀性的绝缘结构，电位由里及外逐层降低，直到表面外壳接地电位为零。由于电气屏蔽具有：a.使电场分布均匀，且不受其它相母线的电场和磁场干扰；b.控制电位和限制电场；c.避免在绝缘表面产生局部放电；d.传导泄漏电流和充电电流；e.对危险的接触电压进行防护等特性，故这种屏蔽绝缘电缆形导电母线电场分布均匀，绝缘层的介质损耗不高于0.01％，电气绝缘性能非常强。右以直接敷设于电缆沟和电缆夹层内。

6)、绝缘材料耐热系数高

干式全绝缘管型母线的主绝缘材料为环氧树脂，有优良的耐候性及化学稳定性，可在-40℃——+200℃时正常工作，材料的阻燃、耐老化性能强，产品的使用寿命不少于20年。

7)、极高的动稳定性能

动稳定试验结果表明，干式全绝缘管型母线可直接固定在钢构架或混凝土支架上，取消穿墙套管和支柱绝缘子，具有极强的动稳定性能。如，电压10KV、额定电流4000A的铜质管型母线，可承受63KA(4S)短路电流的冲击。

8)、不受环境干扰，可靠性高

干式全绝缘管型母线采用环氧树脂经特殊工艺制成，每相均屏蔽绝缘，内部无凝露产生，且消除了外界潮气，灰尘以及外物所引起的接地和相间短路故障，运行具有高度的可靠性。

9)、母线架构简洁、布置清晰、安装方便

干式全绝缘管型母线支柱间距通常为3000mm，相间距通常为300mm，无穿墙套管及支柱绝缘子。母线弯曲半径小，不大于300mm，可灵活转弯布局，母线构架简洁，走廊占用空间小，给布置及安装带来极大方便。

10)、产品一次安装，终身免维护。

应当指出，本实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (5)

1.干式全绝缘管型母线，其特征在于它包括：

空心导电管，具有贯穿管体的内通风道；

包覆于导电管外侧的第一环氧树脂绝缘层，使空心导电管与外界相绝缘；

包覆于第一环氧树脂绝缘层外的第一屏蔽层。

2.根据权利要求1所述的干式全绝缘管型母线，其特征在于：所述的第一屏蔽层外包覆有第二环氧树脂绝缘层，第二环氧树脂绝缘层外包覆有第二屏蔽层，所述的第二屏蔽层外包覆有第三环氧树脂绝缘层，第三环氧树脂绝缘层外包覆有第三屏蔽层，该第三屏蔽层与地零电位相连，形成屏蔽保护层。

3.根据权利要求2所述的干式全绝缘管型母线，其特征在于：所述的空心导电管、各环氧树脂绝缘层和屏蔽层为同轴圆管体。

4.根据权利要求2所述的干式全绝缘管型母线，其特征在于：所述的环氧树脂绝缘层通过自动压力凝胶工艺形成，将绝缘材料和屏蔽层固化成一整体。

5.根据权利要求2至4任一项所述的干式全绝缘管型母线，其特征在于：所述的母线两端开有与空心导电管的内通风道连通的通风孔。