一种固体绝缘母线的制作方法

本发明涉及一种固体绝缘母线。

背景技术：

目前，常见的气体绝缘金属封闭开关设备的母线和气体绝缘管道母线，其结构如授权公告号为cn205543717u的中国实用新型中所提供的气体绝缘金属封闭开关设备的管道母线，管道母线包括外管，外管中设有导体，外管的两端分别设置法兰盘，以通过法兰连接的方式实现管道母线之间的连接，在导体的两端分别设置触头，以实现相邻管道母线及管道母线与相应产品本体的到点连接。但这种管道母线需要向管道中充入sf6、混合气体等温室气体作为绝缘气体，也有极个别工程使用高压氮气、高压空气为绝缘气体。

这种充入绝缘气体的管道母线存在一些共性问题：

①由于电压等级高，筒体的设计必须满足低压电力容器标准要求，且极少能采用成型管材代替，必须采用专门焊接或者铸造的筒体。其主要原因是，气体绝缘金属封闭结构的截面直径，会随之电压等级升高变得越来越粗，以保证绝缘水平不降低。而对于这种充入绝缘气体的低压电力容器，其设计水平和制造工艺也有较高的技术门槛。

②气体绝缘金属封闭开关设备的母线和气体绝缘管道母线，在充入绝缘性气体时，其消耗的充气时间极长，而且对装配环境有苛刻要求，需要在施工现场设置专门的对接装配房，因为气体绝缘金属封闭结构中的气室对洁净度有极高的要求。

一般装配和充气工序是：在户外施工现场临时搭建的对接装配房，以保证对接法兰的洁净度，完成气室对接后。先将气室抽成真空，再充入规定压力的sf6等绝缘气体。由于在电站施工现场，气体绝缘金属封闭开关设备和气体绝缘管道母线的气室较多，且都需要搭建多座对接装配房，为了节省施工时间，工人还需要准备多套充气设备，并且需要经常巡视气压表，以保证充气安全，其劳动强度很大。即使这样，搭建对接装配房，装配母线、抽真空、充气花上几天的时间，也是正常现象。

③为了提高充气效率，制造厂会在气体绝缘金属封闭开关设备的母线和气体绝缘管道母线上设计出多个充气接头，但是充气接头多，也存在泄漏问题。

④占地面积大，由于气体绝缘金属封闭开关设备的母线和气体绝缘管道母线的对接法兰直径与筒体直径差距并不大，所以设计电站布局的设计师，无法通过将三相母线的法兰对接面错位布置，以实现减少占地面积的意图。

为克服上述管道母线存在的问题，目前，开发出一种固体绝缘母线，如授权公告号为cn202454325u的中国实用新型专利中所公开的全封闭全绝缘树脂成型母线，其包括位于中心的金属导体，金属导体外设置树脂绝缘层。采用绝缘树脂取代绝大部分的六氟化硫等温室绝缘气体，在保证母线绝缘性能的前提下，可减少需要充气的气室，减少充气时间，最大限度节省施工时间。但是，这种固体绝缘母线在制作时也存在问题，即绝缘树脂并不容易浇铸在光滑的输电导体上，在浇铸完成后容易出现偏斜，一旦某些地方出现厚度不均的情况时，不仅浪费材料，还会影响到母线的整体绝缘性能，无法保证固体绝缘母线的成型质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种固体绝缘母线，以解决现有技术中绝缘树脂不容易固化在光滑输电导体上的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的固体绝缘母线的技术方案是：一种固体绝缘母线，包括输电导体和外侧的绝缘树脂层，还包括固定套装在所述输电导体上的弹性绝缘层，所述绝缘树脂层固化在所述弹性绝缘层周向外侧。

所述弹性绝缘层的层壁上设有中空结构。

所述中空结构为从弹性绝缘层的轴向一端沿轴向延伸至轴向另一端的通孔，该通孔沿弹性绝缘层周向分布有多个。

所述弹性绝缘层的朝向输电导体的内侧面上设有多个沟槽结构。

所述多个沟槽结构均沿弹性绝缘层的轴向延伸并沿弹性绝缘层轴向间隔分布。

所述弹性绝缘层为绝缘橡胶层。

所述输电导体的轴向上的至少一端设有扩径结构。

所述扩径结构为沿着朝向输电导体轴向端部的方向径向尺寸增大的锥形段。

所述输电导体的轴向两端分别设有所述扩径结构，所述绝缘树脂层外套装有外筒体，外筒体包括两端的连接筒体和中间的防护筒体。

所述防护筒体包括内侧的保护缓冲层及外侧的防护铠层。

本发明的有益效果是：本发明所提供的固体绝缘母线上，利用弹性绝缘层的弹性作用力固定在输电导体上，然后在弹性橡胶层上固化绝缘树脂，方便实现绝缘树脂层固化在输电导体上，可有效保证固体绝缘母线的成型质量。而且，弹性绝缘层不仅可起到固定的作用，还可在输电导体较长时，起到变形吸收输电导体热胀冷缩造成的膨胀和收缩的能力，可有效改善整个固体绝缘母线的受力。

进一步地，弹性绝缘层的层壁为中空结构，这样可提高弹性绝缘层的弹性性能，同时，方便输电道题散热，改善固体绝缘母线的整体性能。

进一步地，输电导体的轴向上设有扩径结构，扩径结构可起到对绝缘树脂层轴向限位的作用，提高绝缘树脂层与输电导体之间的接合力。

进一步地，绝缘树脂层外套装有外筒体，外筒体包括两端的连接筒体及中间的防护筒体，由防护筒体提供对绝缘树脂层的有效防护，防止在运输过程中出现磕碰、划伤的问题。

附图说明

图1为本发明所提供的固体绝缘母线的实施例1的结构示意图；

图2为图1中a-a处断面图；

图3为本发明所提供的固体绝缘母线的实施例2的结构示意图；

图4为图3中b-b处断面图；

图5为本发明所提供的固体绝缘母线的实施例3的结构示意图；

图6为图5中c-c处断面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例1：

如图1、图2所示，该实施例中的固体绝缘母线包括中心的输电导体2和外侧的绝缘树脂层4，为解决绝缘树脂层4不容易浇铸固化在光滑的输电导体2上的问题，本实施例中，在输电导体2上套装有弹性绝缘层3，该弹性绝缘层3具体为绝缘橡胶层，利用弹性绝缘层3的弹性作用力固定在输电导体2上，然后在弹性橡胶层3上固化绝缘树脂即可。

需要说明的是，弹性绝缘层3不仅可起到固定的作用，还可在输电导体2较长时，起到吸收输电导体热胀冷缩造成的膨胀和收缩的能力。弹性绝缘层设计成空心结构，本实施例中，将弹性绝缘层3的层壁设计成中空结构，此处的中空结构具体为沿弹性绝缘层周向分布的多个通孔30，每个通孔30都从弹性绝缘层的轴向一段延伸至轴向另一端，这些通孔可起到很好的散热效果，而且，可有效提高弹性绝缘层的弹性性能，提高弹性绝缘层的弹性固定能力。

另外，本实施例中，在输电导体2的轴向上的两端分别设有扩径结构21，此处的扩径结构21为沿着朝向输电导体轴向端部的方向径向尺寸逐渐增大的锥形段。需要说明的是，此处的朝向输电导体轴向端部的方向指的是针对每一端来讲，分别朝向各自端部的方向，这样一来，可使得两端分别设置的扩径结构在输电导体2轴向上形成限位，以对外侧的绝缘树脂层4进行卡装限位，可有效提高绝缘树脂层与输电导体的紧固接合力。

而且，由于输电导体2两端为扩径结构21，相应的，弹性绝缘层3的端部形成箍在输电导体外的扩径结构外的扩口结构31，同时，为保证绝缘效果，绝缘树脂层的相应轴向两端的厚度不能薄于中间位置的厚度，对应输电导体的扩径结构21处的绝缘树脂层形成的扩口结构段41。

对于绝缘树脂层来讲，考虑到工艺及相应的绝缘性能，绝缘树脂层4在输电导体轴向上包括两端的扩口结构段41及位于两扩口结构段41之间的等径段42。由于绝缘树脂层4的绝缘性能较好，等径段42的径向尺寸可设计的较小，进而可相对减小整个绝缘母线的径向尺寸。

实际上，为实现相邻固体绝缘母线及固体绝缘母线与相应端口的固定连接，在绝缘树脂层4的两端分别设有连接筒体1，对应绝缘树脂层的扩口结构，连接筒体1为相应的端部缩喉筒体，两端部缩喉筒体分别具有朝向两端部缩喉筒体内侧的方向尺寸逐渐减小的缩喉段，以使端部缩喉筒体与绝缘树脂层的扩径结构对应。

本实施例所提供的固体绝缘母线，由绝缘树脂层保证整个母线的绝缘性能，而且，利用弹性绝缘层及绝缘导体两端设置的扩径结构，保证绝缘树脂层与绝缘导体的紧固接合力，保证整个固体绝缘母线的成型质量。

需要说明的是，由于绝缘树脂层和输电导体的自身强度，完全可以保证母线的强度，所以，在两端部缩喉筒体之间可不设置保护性的筒体，这样可最大限度地减少生产工时，也可降低制造工艺难度。

实施例2：

如图3和图4所示，本实施例中的固体绝缘母线的结构与实施例1的相同之处在于：由内向外一次布置的输电导体2、弹性绝缘层3及绝缘树脂层4，与实施例1的不同之处主要在于：在绝缘树脂层4的等径段42外设置有防护筒体52，该防护筒体52及作为连接筒体51的两端部缩喉筒体连接在一起以形成套装在绝缘树脂层外的外筒体，中间的防护筒体52套装在绝缘树脂层的等径段42上，由于等径段的尺寸相对较小，所以，防护筒体52可直接采用管型材，不需要专门焊接大尺寸的筒体。

实施例3：

如图5和图6所示，本实施例中的固体绝缘母线的结构与实施例1的相同之处在于：由内向外一次布置的输电导体2、弹性绝缘层3及绝缘树脂层4，在绝缘树脂层4的两端分别设有连接筒体1，与实施例2的不同之处主要在于：此处的防护筒体包括内侧的保护缓冲层7及外侧的防护铠层8，保护缓冲层7包裹在绝缘树脂层4的等径段，实际上，绝缘树脂层4和输电导体2自身强度足以保证母线强度，此次的保护缓冲层和防护铠层主要为了防止在运输、安装过程中出现磕碰划伤的问题。

实际上，上述3个实施例中，输电导体的轴向两端均分别设置有扩径结构，这种结构适合应用于长度较短的绝缘母线，如小于8米。当绝缘母线长度较长时，考虑到绝缘树脂层的膨胀率与输电导体的膨胀率不同，为防止在输电导体发热时绝缘树脂层出现破裂，输电导体可在一端设置扩径结构，另一端不设置扩径结构，也可使两端均不设置扩径结构。

上述3个实施例中，弹性绝缘层上设有从弹性绝缘层的轴向一端沿轴向延伸至轴向另一端的通孔，该通孔为圆形。实际上，在其他实施例中，通孔也可为其他结构。另外，在其他实施例中，也可在弹性绝缘层的朝向输电导体的内侧面上设置多个沟槽结构，多个沟槽结构均沿弹性绝缘层的轴向延伸并沿弹性绝缘层轴向间隔分布。

上述3个实施例中，在输电导体上设有弹性绝缘层以方便设置绝缘树脂层，而且，输电导体的两端还设置有扩径结构以实现对绝缘树脂层的轴向定位。在其他实施例中，可仅在输电导体外设置弹性绝缘层，以方便浇铸绝缘树脂。