CN208093178U - 一种绝缘散热型的高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绝缘散热型的高压开关柜，包括用于高压开关柜的母线，母线的外表面设置有绝缘散热层，绝缘散热层包括自里而外复合为一体的压敏自粘层、导热散热层和绝缘防护层，压敏自粘层的厚度为0.01‑0.03mm，导热散热层包括导热硅胶层。本实用新型所提供的绝缘散热型的高压开关柜，压敏自粘层的设置大大提高了施工快捷方便性，导热散热层的设置能够有效提高母线的导热散热性，而绝缘防护层的设计则有效地提高了母线表面的憎水性和自清洁能力，进而提高其导热散热、绝缘、防污闪的能力，且该绝缘散热层具有较薄的设计即可达到较好的导热绝缘性能，可大大用于小型开关柜中，拓宽了该绝缘散热层的使用范围。

Description

一种绝缘散热型的高压开关柜

技术领域

本实用新型属于高压开关柜技术领域，具体涉及一种绝缘散热型的高压开关柜。

背景技术

高压开关柜是指用于电力***发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，按电压等级在3.6kv-550kv的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器、高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类；

我国高压开关柜市场巨大，但由于生产厂家数量众多，不同厂家生产的开关柜在生产工艺、技术水平、生产成本方面的不同，导致产品质量存在较大的差异，产品不满足GB3906和DL404标准要求的情况也较为普遍，其中又以高开柜的绝缘问题最为突出，是引起高开柜事故最为突出的因素之一。若高压柜发生散热绝缘放电事故，其危害轻则造成设备损坏，重则引发大面积停电，造成不可弥补的损失。因此，治理高压开关柜的绝缘放电隐患是一个刻不容缓的任务。

根据高压开关柜的放电机理：高开柜室温度骤变、温差较大可能造成高压柜柜内出现一种凝露的自然现象。火电厂生产电能的全过程中，其用的燃料燃烧过程排出的尘粒、灰渣和烟气等污染物，导致火电厂的环境会比周边更严重，空气中的工业粉尘、污物在开关柜绝缘件表面沉积，含盐污秽被凝露或潮气湿润后，形成电解质，导电能力显著增强，泄露电流明显增大，从而引起开关设备的放电闪络。凝露将直接影响到高开柜中的母线绝缘性能，使得变配电高压柜内部的燃弧***事故较为频发，从而降低了接入这些设备的电网安全运行水平，因现场环境潮湿，绝缘子积污较重，导致相间距离及相对柜体外壳距离不足，也是导致柜体放电的重要原因之一。

另外，高压开关柜在使用的过程中，发热，若该热量不能及时地从母线上导出，极易造成高压开关柜中母线的烧毁，造成不必要的损失。

为解决潮湿环境引起的绝缘问题，传统上高开柜内母排采用热缩套管进行绝缘处理。然而，热缩套管存在着难以克服的固有缺陷，主要体现在：

(1)热缩套管无法对母排接头等异构位置进行有效的防护，无法做到彻底的全绝缘；

(2)同时热缩套管本身不具有憎水性，因此在潮湿污秽的情况下其表面仍然频发放电及爬电现象，严重影响高开柜的正常运行；

(3)同时热缩套管本身的导热性较差，无法满足母线在运行过程中及时导出热量的要求；

如何开发出一种具有导热散热、高憎水性的绝缘结构已经成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的主要目的在于提供一种绝缘散热型的高压开关柜，旨在解决现有高压开关柜中母线由于污染、潮湿导致的绝缘间距不够、导热散热效果不符合要求的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种绝缘散热型的高压开关柜，包括用于高压开关柜的母线，所述母线的外表面设置有绝缘散热层，所述绝缘散热层包括自里而外复合为一体的压敏自粘层、导热散热层和绝缘防护层，所述压敏自粘层的厚度为0.01-0.03mm，所述导热散热层包括导热硅胶层，所述绝缘防护层的厚度为0.5-3mm。

优选地，其中所述导热散热层以纤维编织物为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层。

优选地，其中所述导热散热层以铝箔/铜铂片为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层。

优选地，其中所述纤维编织物由高密度聚乙烯纤维按经纬方向编织而成，且所述纤维编织物的厚度为0.05-0.1mm。

优选地，其中所述压敏自粘层由丁基橡胶材料构成。

优选地，其中所述绝缘防护层由绝缘塑胶构成。

优选地，其中所述绝缘防护层由有机硅材料构成。

优选地，其中所述绝缘防护层由有机硅氟材料构成。

优选地，其中所述导热硅胶层的厚度为0.05-3mm。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型所提供的绝缘散热型的高压开关柜，包括用于高压开关柜的母线，在母线的外表面设置有绝缘散热层，通过将绝缘散热层设计成自里而外复合为一体的压敏自粘层、导热散热层和绝缘防护层，压敏自粘层的厚度为 0.01-0.03mm，导热散热层包括导热硅胶层，绝缘防护层的厚度为0.5-3mm。与现有技术相比，压敏自粘层的设置大大提高了施工快捷方便性，导热散热层的设置能够有效提高母线的导热散热性，而绝缘防护层的设计则有效地提高了母线表面的憎水性和自清洁能力，进而提高其导热散热、绝缘、防污闪的能力，且该绝缘散热层具有较薄的设计即可达到较好的导热绝缘性能，可大大用于小型开关柜中，拓宽了该绝缘散热层的使用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的绝缘散热型的高压开关柜的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的绝缘散热型的高压开关柜一个优选结构示意图。

其中，1、母线；2、压敏自粘层；3、导热散热层；31、导热硅胶层；32、纤维编织物(铜箔/铝箔片)；4、绝缘防护层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的绝缘散热型的高压开关柜，如图1所示，包括用于高压开关柜的母线1，在电力***中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起，起着汇集、分配和传送电能的作用。母线按外形和结构，大致分为以下三类：1)硬母线：包括矩形母线、圆形母线、管形母线等；2)软母线：包括铝绞线、铜绞线、钢芯铝绞线、扩径空心导线等；3)封闭母线：包括共箱母线、分相母线等；附图中以矩形母线为例，在母线1的外表面设置有绝缘散热层，绝缘散热层包括自里而外复合为一体的压敏自粘层2、导热散热层3和绝缘防护层4，压敏自粘层2的厚度为0.01-0.03mm，导热散热层3包括导热硅胶层31，现有导热硅胶层31的导热性能一般不大于0.2w/mk，导热性能欠佳，无法满足一些大功率的开关柜中母线的导热散热要求，使用范围受限；绝缘防护层3的厚度为0.5-3mm，具体使用时，该绝缘散热层中的压敏自粘层2直接粘结于母线 1表面，由于压敏自粘层2的厚度只有0.01-0.03mm，使得导热散热层3可以与母线1形成无缝连接，进而使得母线1中的热量能快速传导至导热散热层3，有效降低运行中母线的温度，提高母线的载流量。

如图2所示，对于一些大型的开关柜，开关柜中的母线1规格较大，需要机械强度高的导热散热层3时，可采用以纤维编织物32为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层31的绝缘散热层，该结构具有优异的机械强度，便于施工，不容易在施工的过程中断裂、损坏等情况；该结构的导热散热层3的机械强度在厚度一定的情况下，其机械强度可以是未使用纤维编织物的3-5倍，为用于高规格的开关柜提供了技术支持；

再次参考图2，由于开关柜的种类不同，其使用功率和散热量均不同，为了满足散热量大的开关柜中的母线1的散热要求，可采用以导热散热层以铝箔/铜铂片32为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层31，该结构的绝缘散热层具有优异的机械强度和导热性能，该结构的导热散热层3的导热性能在厚度一定的情况下，其导热性能可高达到10w/mk，大大拓宽了其在开关柜中的使用范围。

其中纤维编织物32由高密度聚乙烯纤维按经纬方向编织而成，该纤维编织物32的抗拉强度大，热稳定性好且耐腐蚀，进一步增强了绝缘散热层的机械强度；且该纤维编织物的厚度为0.05-0.1mm，该厚度的纤维编织物可以使得导热硅胶层31与其形成一体结构，进一步提高该导热散热层3的导热散热性能。

其中压敏自粘层2由丁基橡胶胶黏剂固化而成，丁基橡胶胶黏剂，首先将丁基橡胶塑炼，然后与其它固体助剂混炼、切片，再溶于溶剂汽油中，同时加入91％异丙醇，溶解搅拌均匀即可，其具有较好的粘结性和耐温性，能很好地起到粘结母线1和导热散热层3的目的。

其中绝缘防护层4由绝缘塑胶构成，绝缘塑胶可以很好的保证绝缘性能，但是塑胶材料的老化性能和机械性能相差较大，对不同种类的开关柜的使用范围受限。

其中绝缘防护层4由有机硅材料构成，有机硅材料具有耐高低温、耐腐蚀、耐辐照，同时具有优良的电绝缘性、耐水性和耐气候性，已广泛地应用于宇宙航行、飞机制造、电子工业、机械加工、汽车制造以及建筑和医疗方面，能与导热散热层实现无缝粘结，进一步提高了母线之间的绝缘性能和使用寿命。

其中绝缘防护层4由有机硅氟材料构成，有机硅氟材料即以硅氟橡胶为基料，通过添加阻燃、抗电弧、补强、导热材料等物质进行物理混炼制备而成，该产品设计过程中，有针对性地对材料的绝缘性、阻燃性、导热性、耐老化性能等功能进行调制。因此，有机硅氟材料不但具有良好的绝缘性能，而且其在阻燃性能、导热性能表现也非常优异，憎水防潮性能佳、耐候性能优越等特点，在户外使用，其寿命可超过20年，且有机硅氟的自洁性能，保证了该绝缘结构表面不易沾染灰尘，从而进一步提高了母线的绝缘性能。

其中导热硅胶层31的厚度为0.05-3mm，该导热硅胶层31的厚度可以根据实际使用的需要进行调整，实用方便。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种绝缘散热型的高压开关柜，包括用于高压开关柜的母线，其特征在于，所述母线的外表面设置有绝缘散热层，所述绝缘散热层包括自里而外复合为一体的压敏自粘层、导热散热层和绝缘防护层，所述压敏自粘层的厚度为0.01-0.03mm，所述导热散热层包括导热硅胶层，所述绝缘防护层的厚度为0.5-3mm。

2.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述导热散热层以纤维编织物为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层。

3.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述导热散热层以铝箔/铜铂片为基材，上下两面分别粘结有导热硅胶层。

4.根据权利要求2所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述纤维编织物由高密度聚乙烯纤维按经纬方向编织而成，且所述纤维编织物的厚度为0.05-0.1mm。

5.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述压敏自粘层由丁基橡胶材料构成。

6.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述绝缘防护层由绝缘塑胶构成。

7.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述绝缘防护层由有机硅材料构成。

8.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述绝缘防护层由有机硅氟材料构成。

9.根据权利要求1所述的绝缘散热型的高压开关柜，其特征在于，所述导热硅胶层的厚度为0.05-3mm。