一种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架，所述母排桥架包括桁架本体、组合母排、绝缘支撑座和遮护板，所述组合母排设置在所述桁架本体内部，所述绝缘支撑座位于所述桁架本体的内底用于支撑所述组合母排，所述遮护板位于所述桁架本体的顶部用于遮护所述组合母排。由于组合母排安装在桁架本体内，桁架本体的顶部用遮护板遮挡。该母排桥架在不影响散热的条件下，能有效遮护母排，形成可靠的绝缘，稳固性好，能够防止因物件直接碰触而造成安全事故。
【专利说明】—种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及碳化硅电热炉供电短网，尤其涉及一种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架。
【背景技术】
[0002]在国内绿色碳化硅行业，碳化硅电热炉(艾奇逊法)的视在功率已达12500kVA，该装备运行时采用直流供电方式。按生产工艺条件，碳化硅电热炉一般由数台成区域布置，简称冶炼区。碳化硅冶炼区供电短网按炉头电极的布置型式不同和现场条件分为上接线和下接线两种方式。本实用新型涉及用于上接线方式的架空式供电短网。
[0003]碳化硅冶炼区供电短网电流较大，对12500kVA碳化硅电热炉(艾奇逊法)而言，直流输出电压260?769V，最大直流输出电流45.8kA，一般为多根铝母排并联供电，其安装方式按供电母排的横截面放置又分为立式安装和平式安装两种方式。以往的架空安装方式较为简陋，仅在供电母排下部采用金属托架支撑，母排为裸露式，在架设跨度、安全可靠性、防污染等方面均存在诸多问题。具有如下缺点:
[0004]1、多片母排叠合在一起，不利于母排的散热。母排全部裸露在空气中，受外界环境的影响较大，易污染、老化。
[0005]2、根据碳化硅生产工艺，碳化硅电热炉一般为成组布置，使用门式起重机进行炉料装卸作业，供电短网处在门式起重机作业范围内，时常发生物料掉落现象，而供电短网下部时常有作业车辆通过，不利于供电短网的供电安全。
[0006]3、鉴于经济的原因，碳化硅电热炉供电母排均选用铝质母排，铝质母排的刚度较小，由于现有技术没有妥善的承托构架，其架设跨度受到一定的限制(按现场经验，通常支架间距不大于5米)，稳定性也受到影响。
[0007]4、母排受到环境温度变化和电阻发热的影响，将引起热胀、冷缩，在母排内产生很大的应力，现有技术没有合理解决母排因温度变化引起的热位移和热补偿问题。
[0008]因此，有必要设计一种安全可靠的用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠的用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架。
[0010]本实用新型的技术方案提供一种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架，所述母排桥架包括桁架本体、组合母排、绝缘支撑座和遮护板，所述组合母排设置在所述桁架本体内部，所述绝缘支撑座位于所述桁架本体的内底用于支撑所述组合母排，所述遮护板位于所述桁架本体的顶部用于遮护所述组合母排。
[0011 ] 优选地，所述桁架本体架设在相邻所述电热炉之间的外侧。
[0012]优选地，相邻所述电热炉之间的距离为4-6米。
[0013]优选地，所述桁架本体为横截面为矩形的空心框架，所述桁架本体包括位于两侧的侧面桁架组件、位于顶面的上弦系杆和位于底面的下弦系杆；
[0014]所述侧面桁架组件包括多根竖杆和多根斜杆，所述斜杆相对于所述竖杆对称布置；
[0015]所述上弦系杆构成一排矩形框架；
[0016]所述下弦系杆构成一排矩形框架。
[0017]优选地，所述母排桥架还包括三角支架和支座，所述三角支架位于所述电热炉的外侧和所述桁架本体的下方用于支持所述桁架本体，一组所述支座设在所述电热炉两端的混凝土柱上，另一组所述支座架设在所述三角支架上。
[0018]优选地，所述下弦系杆包括两根沿长度方向相互平行的长杆和多根位于两根所述长杆之间的沿宽度方向的短杆，所述支座位于所述长杆与所述短杆的交叉点处，所述绝缘支撑座位于所述短杆上。
[0019]优选地，安装有所述绝缘支撑座和所述支座6所述短杆由槽钢制成。
[0020]优选地，所述上弦系杆和所述遮护板由奥氏体节镍不锈钢制成。
[0021]优选地，所述绝缘支撑座与所述组合母排之间设有槽钢件，所述槽钢件的两端设有用于防止所述组合母排横向移动的挡板。
[0022]优选地，所述组合母排包括多排铝排，相邻所述铝排之间通过环氧树脂绝缘板间隔支撑，所述铝排和所述环氧树脂绝缘板通过不锈钢螺栓紧固连接。
[0023]优选地，所述组合母排通过伸缩节连接，所述伸缩节用于连接位于同一排的所述铝排，所述伸缩节由多片重叠的弧形薄铝片制成。
[0024]采用上述技术方案后，具有如下有益效果:由于组合母排安装在桁架本体内，桁架本体的顶部用遮护板遮挡。该母排桥架在不影响散热的条件下，能有效遮护母排，形成可靠的绝缘，稳固性好，能够防止因物件直接碰触而造成安全事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型中碳化硅电热炉供电短网的结构示意图；
[0026]图2是本实用新型中母排桥架安装后的主视图；
[0027]图3是本实用新型中母排桥架安装后的侧视图；
[0028]图4是本实用新型中桁架本体的侧面的截面图；
[0029]图5是本实用新型中桁架本体的顶部的截面图；
[0030]图6是本实用新型中桁架本体的底部的截面图；
[0031]图7是本实用新型中组合母排的结构示意图；
[0032]图8是本实用新型中伸缩节的结构示意图。
[0033]附图标记对照表:
[0034]1-桁架本体 2-组合母排 3-绝缘支撑座
[0035]4-遮护板II1-三角支架 6-支座
[0036]I1-电热炉8-伸缩节1-母排桥架
[0037]11-侧面桁架组件 12-上弦系杆13-下弦系杆
[0038]21-铝排22-环氧树脂绝缘板 23-不锈钢螺栓
[0039]31-槽钢托架32-挡板71-混凝土柱
[0040]111-竖杆112-斜杆131-长杆
[0041]132-短杆
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0043]如图1所示，母排桥架10架设在多台电热炉7上，碳化硅电热炉7按生产工艺条件，一般由数台成区域布置，为便于装取物料作业，两台电热炉7之间的净距一般控制在6米左右。本实施例中，按12500kVA炉型6台/组并排布置。如图2所示，母排桥架10的桁架本体I架设在相邻电热炉7之间。组合母排2位于桁架本体I的内部,被桁架本体I支撑保护，并贯穿所有电热炉7的上方。
[0044]如图3所示，用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架10包括桁架本体1、组合母排2、绝缘支撑座3和遮护板4，组合母排2设置在桁架本体I内部，绝缘支撑座3位于桁架本体I的内底用于支撑组合母排2，遮护板4位于桁架本体I的顶部用于遮护组合母排2。
[0045]由于组合母排2安装在桁架本体I内，桁架本体I的顶部用遮护板4遮挡，遮护板是为防止阳光暴晒以及雨雪、杂物等掉落在组合母排2的表面而设置的。母排桥架10在不影响散热的条件下，能有效遮护组合母排2，形成可靠的绝缘，稳固性好，能够防止因物件直接碰触而造成安全事故。
[0046]本实施例中，如图3所示，桁架本体I架设在相邻电热炉7之间的外侧。母排桥架10还包括三角支架5和支座6，三角支架5位于电热炉7的外侧和桁架本体I的下方用于支持桁架本体1，一组支座6设在电热炉7两端的混凝土柱71 (参加图2)上，另一组支座6架设在三角支架5上。母排桥架10架设在相邻电热炉7之间的外侧，能够充分利用空间。
[0047]较佳地，相邻电热炉7之间的距离为4-6米。电热炉7之间的距离是相邻两电热炉7的混凝土柱71之间的距离。
[0048]本实施例中，如图3所示，桁架本体I为横截面为矩形的空心框架,桁架本体I包括位于两侧的侧面桁架组件11、位于顶面的上弦系杆12和位于底面的下弦系杆13。桁架本体I的设计主要考虑了桁架内电气装置的荷载和自身重量，基于安全、简便、实用、经济的原则。
[0049]如图4所示，侧面桁架组件11包括多根竖杆111和多根斜杆112，斜杆112相对于竖杆111对称布置。可选用D45X4和D38X3无缝钢管焊制。
[0050]如图5所示，上弦系杆12构成一排矩形框架。可选用D45X4的无缝钢管焊制。上弦系杆12主要用于安装和支撑遮挡板4，不承载较重的重量。
[0051]如图6所示，下弦系杆13构成一排矩形框架。下弦系杆13的矩形框架比上弦系杆13的矩形框架更密。下弦系杆13包括两根沿长度方向相互平行的长杆131和位于两根长杆131之间的沿宽度方向的短杆132。支座6位于长杆131与短杆132的交叉点处。绝缘支撑座3位于短杆132上。本实施例中，每间隔一根短杆132设置有绝缘支撑座3，两个绝缘支撑座3通过两个螺栓与短杆132连接，短杆132上开设有两个螺孔。
[0052]较佳地，安装有绝缘支撑座3和支座6的短杆132由10#热轧槽钢制成，没安装绝缘支撑座3和支座6的短杆132和长杆131可选用D45X4无缝钢管制成。
[0053]较佳地，上弦系杆12和遮护板4由奥氏体节镍不锈钢制成。供电组合母排2的最大直流输出电流达45.SkA0根据电磁场理论分析，在通电条件下，组合母排2的周边空间会产生较强的感应磁场。因而在母排桥架的设计上，采取了以下措施:为削弱感应磁场在母排桥架的金属构件上产生的磁性，桁架本体I的上弦系杆12和遮护板4均选用微磁性的奥氏体节镍不锈钢(12Crl7Mn6Ni5N)，与桁架本体I的连接采用相同材质的不锈钢螺栓固定，使桁架本体I在磁场方向的每个截面上不能形成磁通回路，进而在各金属杆件上不产生明显的磁性。
[0054]本实施例中，如图7所示，组合母排2包括多排铝排21，相邻铝排21之间通过环氧树脂绝缘板22间隔支撑，铝排21和环氧树脂绝缘板22通过不锈钢螺栓23紧固连接。根据12500kVA碳化硅电热炉工艺参数，供电直流电压为260V?769V，最小直流电流为15.5kA，最大直流电流为45.8kA。鉴于经济的原因，碳化硅电热炉均选用铝母排供电，按铝母排的经济电流密度等条件计算，铝母排选用截面为400mmX40mm的铝排4片组合而成，铝排21之间采用25mm厚环氧树脂绝缘板22支撑，4片铝排21按一定间隔用不锈钢双头螺栓23紧固。
[0055]本实施例中，如图3所示，组合母排2在母排桥架中敷设时，绝缘支撑座3采用伞型绝缘子滑动式支座支撑，以满足组合母排2因伸缩引起的位移，伞型绝缘子滑动式支座固定在下弦系杆13的短杆132的槽钢中，伞型绝缘子滑动式支座上部为10#热轧槽钢件31，槽钢件31采用反扣式安装，槽钢件31两端焊有防止组合母排2横向移动的挡板32，伞型绝缘子滑动式支座的间距控制在2.4m以内。
[0056]本实施例中，如图8所示，组合母排2通过伸缩节8连接，伸缩节8用于连接位于同一排的铝排21，伸缩节8由多片重叠的弧形薄铝片制成。每片铝片的厚度为0.6?1.0mm,宽度和铝排21相同，铝片截面积总和不小于单片铝排21横截面积的1.1倍，与铝排间采用氩弧焊工艺分层焊接，伸缩节的安装长度为400mm，伸缩节的数量按铝排计算热膨胀量合理设置。
[0057]本实用新型具有以下优点:
[0058]1、母排桥架结构合理，强度高，稳定性好，架设跨度大，有效保证了两炉间人员、车辆作业通行间距，同时不影响门式起重机的安全作业，简便实用。
[0059]2、桁架本体三面透空，有利于组合母排的安装及通风散热。桁架本体上部安设有不锈钢遮护板，即防阳光暴晒又防雨雪和杂物掉落、砸碰，减少了对组合母排的污染，提高了使用寿命，保证了供电的安全可靠性。
[0060]3、为消除强大电流感应产生的环形磁场效应，桁架本体在材质选择上做了相应处理，桁架本体的上弦系杆和遮护板均选用了微磁性的奥氏体节镍不锈钢，有效降低了母排桥架上的磁场效应。
[0061]4、合理解决了组合母排的热位移和热补偿问题。
[0062]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于碳化硅电热炉供电短网的母排桥架，其特征在于，所述母排桥架包括桁架本体、组合母排、绝缘支撑座和遮护板，所述组合母排设置在所述桁架本体内部，所述绝缘支撑座位于所述桁架本体的内底用于支撑所述组合母排，所述遮护板位于所述桁架本体的顶部用于遮护所述组合母排。
2.根据权利要求1所述的母排桥架，其特征在于，所述桁架本体架设在相邻所述电热炉之间的外侧。
3.根据权利要求1所述的母排桥架，其特征在于，所述桁架本体为横截面为矩形的空心框架，所述桁架本体包括位于两侧的侧面桁架组件、位于顶面的上弦系杆和位于底面的下弦系杆； 所述侧面桁架组件包括多根竖杆和多根斜杆，所述斜杆相对于所述竖杆对称布置； 所述上弦系杆构成一排矩形框架； 所述下弦系杆构成一排矩形框架。
4.根据权利要求3所述的母排桥架，其特征在于，所述母排桥架还包括三角支架和支座，所述三角支架位于所述电热炉的外侧和所述桁架本体的下方用于支持所述桁架本体，一组所述支座设在所述电热炉两端的混凝土柱上，另一组所述支座架设在所述三角支架上。
5.根据权利要求4所述的母排桥架，其特征在于，所述下弦系杆包括两根沿长度方向相互平行的长杆和多根位于两根所述长杆之间的沿宽度方向的短杆，所述支座位于所述长杆与所述短杆的交叉点处，所述绝缘支撑座位于所述短杆上。
6.根据权利要求5所述的母排桥架，其特征在于，安装有所述绝缘支撑座和所述支座的所述短杆由槽钢制成。
7.根据权利要求4所述的母排桥架，其特征在于，所述上弦系杆和所述遮护板由奥氏体节镍不锈钢制成。
8.根据权利要求1所述的母排桥架，其特征在于，所述绝缘支撑座与所述组合母排之间设有槽钢件，所述槽钢件的两端设有用于防止所述组合母排横向移动的挡板。
9.根据权利要求1所述的母排桥架，其特征在于，所述组合母排包括多排铝排，相邻所述铝排之间通过环氧树脂绝缘板间隔支撑，所述铝排和所述环氧树脂绝缘板通过不锈钢螺栓紧固连接。
10.根据权利要求9所述的母排桥架，其特征在于，所述组合母排通过伸缩节连接，所述伸缩节用于连接位于同一排的所述铝排，所述伸缩节由多片重叠的弧形薄铝片制成。
【文档编号】H02G5/00GK204258217SQ201420541677
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】李继平, 李士民, 王宁生, 王志文, 王凤林 申请人:神华集团有限责任公司, 神华宁夏煤业集团有限责任公司