一种母线接头降温处理方法与流程

文档序号:12405902阅读:402来源:国知局

本发明属于输变电中母线处理技术领域,具体涉及一种母线接头降温处理方法。



背景技术:

母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接,以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接,大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线,这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。

母线(bus line)指用高导电率的铜(铜排)、铝质材料制成的,用以传输电能,具有汇集和分配电力能力的产品。电站或变电站输送电能用的总导线。通过它,把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。数学上指依一定条件运动而产生面的直线。

随着现代化工程设施和装备的涌现,各行各业的用电量迅增,尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现,作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求,多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生,与传统的电缆相比,在大电流输送时充分体现出它的优越性,同时由于采用了新技术、新工艺,大大降低了母线槽两端部连接处及分线口插接处的接触电阻和温升,并在母线槽中使用了高质量的绝缘材料,从而提高了母线槽的安全可靠性,使整个系统更加完善。

封闭母线接头处主要采用螺栓固定连接。螺钉压紧的固定连接处,如果螺栓未拧紧,或者即使拧紧,经过运行后热胀冷缩引起导电体的蠕动,也会使螺栓松动引起接触处氧化,导致其接触电阻增大温升上升,温度越高又会造成接触电阻越大,形成循环温度上升,出现局部熔焊或产生火花甚至电弧放电,殃及周围绝缘材料,最终造成电气设备损坏。



技术实现要素:

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有母线接头降温处理方法中存在的问题,提出了本发明。

因此,本发明的目的是解决现有技术的不足,提供一种母线接头降温处理方法。

为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种母线接头降温处理方法,其特征在于,包括,SiC预处理,将SiC在1000~1100℃下加热4~5h;散热降温涂料制备,将异丙醇和有机硅树脂混合,然后与SiC以及分散剂混合,在一定条件下搅拌2~3h;喷涂散热降温涂料,将母线接头绝缘隔板打磨洗净,喷涂所述散热降温涂料,然后在100~190℃条件下,加热0.5~3h。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述散热降温涂料制备,其中,所述SiC的添加量占有机硅树脂质量的10~40%。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述散热降温涂料制备,其中,所述分散剂的添加量为混合液质量的1.0~2.5%。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述喷涂散热降温涂料,其中,所述散热降温涂料,其颗粒粒径小于25μm。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述喷涂散热降温涂料,其中,所述喷涂所述散热降温涂料,其涂层厚度为30~60μm。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述一定条件下搅拌,其搅拌速度为200~300r/min。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述将异丙醇和有机硅树脂混合,其是向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述在100~190℃条件下为在170~190℃条件下。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:所述散热降温涂料,其颗粒粒径为60~200nm。

作为本发明所述母线接头降温处理方法一种优选方案,其中:将SiC在1100℃下加热4h,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量25%的SiC,再加入占混合液质量2.5%的分散剂,在250r/min条件下,搅拌3h,将母线接头绝缘隔板打磨洗净,喷涂散热降温涂料,喷涂厚度保持为50μm,然后将喷涂好的母线侧板在180℃下加热2h。

本发明所具有的有益效果:

本发明通过在母线接头绝缘隔板喷涂散热降温涂料,增强母线接头处散热降温性能,保护母线的运行安全。经过不断优选优化,本发明提供的母线接头降温处理方法,具有散热降温涂料散热效果好、热稳定性高以及介电系数小绝缘性好的优势,同时工艺方面也能够极大程度提高涂料的作用效果。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

要使涂料具有优异的散热性能,涂料应具有高辐射性能和导热性能。本发明将选为SiC作为散热功能填料,是因为SiC具有低的价格、高的导热系数(100~125W/(m·K))、高硬度、高韧性、抗磨损和耐高温等优良性能。通常,涂层的散热能力是以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。温差大,则表示散热能力强,反之弱。

实施例1

将SiC填料在1000℃下加热4h作为预处理,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量10%的预处理后且研磨的SiC,再加入占混合液质量2%的市售分散剂,在250r/min条件下,搅拌2h,制成散热降温涂料,其中SiC颗粒粒径为60~200nm。

将母线接头绝缘隔板用砂纸打磨并洗净,喷涂制得的散热降温涂料,设置喷涂设备参数,保证喷涂厚度为30μm,然后将喷涂好的母线接头绝缘隔板在170℃下加热1h。

对涂层进行散热能力测试,以未涂覆涂层的加热板做对照,以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。

综合该实施例各平行试验结果,其降温温差为12.2~13.0℃。

实施例2

将SiC填料在1100℃下加热5h作为预处理,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量20%的预处理后且研磨的SiC,再加入占混合液质量1.5%的市售分散剂,在300r/min条件下,搅拌3h,制成散热降温涂料,其中SiC颗粒粒径为60~200nm。

将母线接头绝缘隔板用砂纸打磨并洗净,喷涂制得的散热降温涂料,设置喷涂设备参数,保证喷涂厚度为40μm,然后将喷涂好的母线接头绝缘隔板在180℃下加热2h。

对涂层进行散热能力测试,以未涂覆涂层的加热板做对照,以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。

综合该实施例各平行试验结果,其降温温差为14.4~15.2℃。

实施例3

将SiC填料在1100℃下加热4h作为预处理,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量30%的预处理后且研磨的SiC,再加入占混合液质量1.5%的市售分散剂,在300r/min条件下,搅拌2h,制成散热降温涂料,其中SiC颗粒粒径为60~200nm。

将母线接头绝缘隔板用砂纸打磨并洗净,喷涂制得的散热降温涂料,设置喷涂设备参数,保证喷涂厚度为40μm,然后将喷涂好的母线接头绝缘隔板在180℃下加热2h。

对涂层进行散热能力测试,以未涂覆涂层的加热板做对照,以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。

综合该实施例各平行试验结果,其降温温差为13.9~15.6℃。

实施例4

将SiC填料在1100℃下加热4h作为预处理,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量40%的预处理后且研磨的SiC,再加入占混合液质量1.5%的市售分散剂,在200r/min条件下,搅拌3h,制成散热降温涂料,其中SiC颗粒粒径为60~200nm。

将母线接头绝缘隔板用砂纸打磨并洗净,喷涂制得的散热降温涂料,设置喷涂设备参数,保证喷涂厚度为50μm,然后将喷涂好的母线接头绝缘隔板在180℃下加热2h。

对涂层进行散热能力测试,以未涂覆涂层的加热板做对照,以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。

综合该实施例各平行试验结果,其降温温差为15.8~16.6℃。

实施例5

将SiC填料在1100℃下加热4h作为预处理,向异丙醇中加入有机硅树脂至饱和,然后向其中加入占有机硅树脂质量25%的预处理后且研磨的SiC,再加入占混合液质量2.5%的市售分散剂,在250r/min条件下,搅拌3h,制成散热降温涂料,其中SiC颗粒粒径为60~200nm。

将母线接头绝缘隔板用砂纸打磨并洗净,喷涂制得的散热降温涂料,设置喷涂设备参数,保证喷涂厚度为50μm,然后将喷涂好的母线接头绝缘隔板在180℃下加热2h。

对涂层进行散热能力测试,以未涂覆涂层的加热板做对照,以平衡时涂覆散热涂层的加热板温度与未涂覆涂层的加热板温度差来表示,即涂层降温温差。

综合该实施例各平行试验结果,其降温温差为19.0~20.2℃。

SiC在高温条件下能够在表面产生一层薄而致密且牢固的SiO2膜,氧在SiO2膜中的扩散系数非常小,因此通过高温处理,可提高涂料的抗氧化能力。但高温处理时间过长,温度过高,除了发生不稳定改变外,产生过多SiO2也会影响SiC形成连续的网络结构,进而影响其散热,基于此,对SiC进行高温预处理,其是将SiC在1000~1100℃下加热4~5h。

随着SiC用量的增加,涂层的降温温差先增加后减小,在SiC添加量为有机硅树脂质量的25%时,降温温差有最大值,最优组可达到20.2℃。推究其原因,主要是随着SiC用量的增加使其排列逐渐紧密,在微观上形成连续的网络结构,从而使热量更容易传递出来,但当用量增加到一定量后,导热网络已形成,继续增加填料量对提高热量传递就不显著。当SiC填料用量适量时,填料均匀分散且彼此间连接紧密,此时的SiC微观辐射面积最大。当SiC填料过量时,会有较多的SiC粒子团聚在一起,从而减小辐射面积,导致散热能力的下降。

实验过程中发现,涂层厚度<50μm时,随着厚度的增加,涂层散热效果逐渐增加,其降温温差变化值为5~7℃。这是由于涂层太薄时,涂层表面发射率更多地辐射能量影响,而母线接头绝缘隔板本身材质的原因导致其发射率又很低;当涂层厚度在30~60μm时,涂层的散热效果较好。其中厚度为50μm时的散热效果最佳,其温差为16~20℃;当涂层厚度>60μm时,随着涂层厚度的增加涂层散热能力不再增加,反而有所下降,这是由于涂层厚度增加到一定厚度后,由于涂层厚度的增加使得它所产生的热阻也相应的增加,从而也就阻碍了涂层的热量传递。

发明人经过进一步研究发现,SiC粒径为3~4μm涂层断面有明显的脆性断裂,并且基体树脂和SiC颗粒之间存在明显的空隙,没能紧密连接这不利于热量的传递。而SiC粒径为60~200nm涂层中,基体树脂和SiC颗粒能很好地紧密相连,没有明显的空隙,这有利于快速散热。颗粒均匀、连接紧密、表面缺陷少,填料彼此连接产生的间隙小。另外,在相同的质量下,填料粒径越小,单位体积内的粒子数越多,彼此间的热流通道就越容易形成。就涂层的热稳定性而言,各涂层在170~190℃下的SiC粒径越小,就有更多的粒子分布在涂料中,从而更好地抑制有机分子的受热运动。就热量吸收效率而言,热量吸收系数由组成涂层材料的化学组分以及微观结构决定,这可以利用杂质效应来提高。而散射系数则由材料中的微观晶粒的大小、形状、分布密度决定。因此SiC粒径的减小和细密分布能有效降低散射系数,提高涂层的发射率,从而导致散热能力的提高。

母线接头绝缘隔板对涂料的绝缘性要求较高,其中低介电常数最为重要。从理论上看,将介电常数较大的SiC加入到低介电常数的基体树脂中会增加体系的介电常数。同时,随着SiC粒径的减小,涂层的介电常数会越大,这是由于填料尺寸越小,填料与聚合物基体间的界面就越多,在极化过程中,界面极化效应就越显著,从而提高了涂料的介电常数。本发明对散热降温涂层进行了介电常数测试,都能满足绝缘的要求。

SiC颗粒的分散均匀性逐渐提高,但过高的搅拌速度使涂料液卷气量急剧增加。恰当的搅拌时间为SiC颗粒充分扩散提供必要条件,时间过长、过短均不利于SiC颗粒的分散。基于此本发明进一步优选了搅拌速度与时间为200~300r/min,搅拌2~3h。

温度过高时,散热降温涂料的附着性变差,并且颗粒易产生不均匀分散,使得颗粒长大造成涂料粗大不均,母线接头绝缘隔板质量也会下降,造成能源浪费。基于此,本发明通过进一步优选,采用170~190℃的加热温度,加热0.5~3h。

应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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