本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种母线、母线室及开关柜。
背景技术：
变电站中的母线在供电中一直都起着很重要的作用，而母线的设计则是配电传输的先决条件。母线作为变电站中各电压等级配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，具有汇集、分配和传输电能的作用，母线运行状况直接关系到发电、输电、用电的安全性、可靠性、稳定性，母线绝缘故障将影响母线安全、可靠运行。
造成母线绝缘故障的原因是多方面的，其事故原因各不相同。因此，必须对母线绝缘故障的现象和原因进行全面分析，并根据不同的事故原因制定最优的处理方案。根据我们的调查研究可知，导致母线绝缘下降的因素主要有如下几点：
1)为了缩小柜体尺寸导致空气间隙和爬距不足，又未采取有效的保证绝缘强度的措施，这是开关柜发生绝缘故障的根本原因。
2)人类活动所产生的各种各样固体、液体、气体和粉尘、颗粒等污染物，与自然界中的雨、雪、雾、冰等恶劣气候条件相作用，对电气设备的外绝缘造成极大的影响，导致其绝缘强度大大降低。
3)当接点接触不良或容量不足时，电流通过母线电阻及其搭接的接触电阻而产生发热，造成局部区域的温度过高，严重时烧断该处导流元件，引起相间或对地弧光短路，造成绝缘闪络。
现有技术多采用如下方式：
(1)常规一般采用空气为绝缘介质的开关柜；
(2)采用SF6气体为绝缘介质的开关柜；
(3)采用聚氛乙烯热收缩套管作为母线绝缘的开关柜；
(4)采用固封极柱技术的固体绝缘开关柜。
现有技术的缺点
(1)使用空气为绝缘介质的开关柜，体积较大，重量较重，操作困难，尤其不能满足在高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下使用要求。
(2)使用SF6气体为绝缘介质的开关柜，虽然相间绝缘距离大幅减少，开关柜柜体尺寸大幅缩小，但是SF6气体会导致环境问题，现在SF6气体也被列为限制排放的气体。
(3)采用聚氛乙烯热收缩套管作为母线绝缘的开关柜，因弯形母线需在套管后才能进行弯曲，绝缘层易受损伤，同时产生厚薄不均而造成废品率高。
(4)采用固封极柱技术的固体绝缘开关柜，目前产品不够成熟，存在质量不稳定、材料性能不合格等问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种母线、母线室及开关柜，以解决现有技术中的母线绝缘性能较差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种母线，包括：导电芯；阻电层，阻电层包裹在导电芯的至少部分芯体段的外表面；其中，阻电层包括至少一层导电层以及至少一层绝缘层。
进一步地，导电层与绝缘层交替分布。
进一步地，阻电层的最外层为绝缘层，绝缘层包裹在导电层的外侧。
进一步地，导电芯为圆柱体，和/或阻电层的外表面为圆柱面。
进一步地，导电层由导电材料制备而成，绝缘层由绝缘材料制备而成。
进一步地，绝缘层由以下至少一种材料制备而成：聚酯薄膜绝缘材料、聚四氟乙烯绝缘材料、硅橡胶绝缘材料或环氧树脂绝缘材料。
根据本发明的第二个方面，提供了一种母线室，包括安装柜体和母线，母线设置在安装柜体内，母线为上述的母线。
进一步地，母线室还包括安装套，母线的两端均套设有安装套，安装套穿设在安装柜体上，其中，母线的阻电层与安装套相接触。
进一步地，母线为多个，各个母线间隔设置，安装套成对设置，安装套为多对，各对安装套分别套设在相应的母线上。
根据本发明的第三个方面，提供了一种开关柜，包括开关柜本体、母线室和断路器室，母线室和断路器室均设置在开关柜本体内，母线室为上述的母线室。
本发明的母线通过在导电芯的外表面包裹有阻电层能够有效地提高母线的绝缘性能。其中，阻电层包裹在导电芯的至少部分芯体段的外表面，阻电层包括至少一层导电层以及至少一层绝缘层。在母线的具体制作过程中，准备好导电性能较好的导电芯，然后在导电芯的外表面包裹阻电层，为了能够使得导电芯到阻电层的外表面的电量逐渐消失，阻电层包括至少一层导电层以及至少一层绝缘层。本发明的母线通过在导电芯的外表面包裹有由至少一层导电层和至少一层绝缘层组成的阻电层能够有效地提高母线的绝缘性能，解决了现有技术中的母线绝缘性能较差的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的母线的实施例的结构示意图；
图2示出了根据本发明的母线室的实施例的结构示意图；以及
图3示出了根据本发明的开关柜的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、导电芯；20、阻电层；21、导电层；22、绝缘层；30、安装柜体；40、母线；50、开关柜本体；60、母线室；70、断路器室；80、安装套；90、低压室；100、断路器手车；110、运输小车；120、支撑绝缘子。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明提供了一种母线，请参考图1，母线包括：导电芯10；阻电层20，阻电层20包裹在导电芯10的至少部分芯体段的外表面；其中，阻电层20包括至少一层导电层21以及至少一层绝缘层22。
本发明的母线通过在导电芯10的外表面包裹有阻电层20能够有效地提高母线的绝缘性能。其中，阻电层20包裹在导电芯10的至少部分芯体段的外表面，阻电层20包括至少一层导电层21以及至少一层绝缘层22。在母线的具体制作过程中，准备好导电性能较好的导电芯10，然后在导电芯10的外表面包裹阻电层20，为了能够使得导电芯10到阻电层20的外表面的电量逐渐消失，阻电层20包括至少一层导电层21以及至少一层绝缘层22。本发明的母线通过在导电芯10的外表面包裹有由至少一层导电层21和至少一层绝缘层22组成的阻电层20能够有效地提高母线的绝缘性能，解决了现有技术中的母线绝缘性能较差的问题。
为了能够使得导电层21和绝缘层22达到对导电芯10的最佳阻电性能，导电层21与绝缘层22交替分布。
在本实施例中，导电层21与绝缘层22。
在本实施例中，一种具体的包裹形式，先在导电芯10的外表面包裹一层绝缘层22，然后包裹导电层21，再在导电层21上包裹绝缘层22，以此交替分布。最终得到阻电性能最好的阻电层20。
为了保证操作人员的安全性，优选地，阻电层20的最外层为绝缘层22，绝缘层22包裹在导电层21的外侧。
优选地，导电芯10为圆柱体，和/或阻电层20的外表面为圆柱面。
可选地，导电芯10为矩形体，阻电层20的外表面为圆柱面或矩形表面。
优选地，导电层21由导电材料制备而成，绝缘层22由绝缘材料制备而成。
相应地，绝缘层22由以下至少一种材料制备而成：聚酯薄膜绝缘材料、聚四氟乙烯绝缘材料、硅橡胶绝缘材料或环氧树脂绝缘材料。
本发明还提供了一种母线室，如图2所示，母线室包括安装柜体30和母线40，母线40设置在安装柜体30内，母线40为上述的母线40。
优选地，母线室还包括安装套80，母线40的两端均套设有安装套80，安装套80穿设在安装柜体30上，其中，母线40的阻电层20与安装套80相接触。
优选地，母线40为多个，各个母线40间隔设置，安装套80成对设置，安装套80为多对，各对安装套80分别套设在相应的母线40上。
优选地，母线室还包括支撑绝缘子120，至少部分的母线40利用支撑绝缘子120支撑在安装柜体30内。
本发明的母线室贯穿联接相邻两柜，用装在柜侧壁隔板上的母线套管(安装套80)支撑固定。全部母线用热缩绝缘套管封闭。主母线和联络母线采用矩形截面的铜排，分支母线直接联接于静触头盒和主母线之间。如果出现内部故障电弧，柜侧壁的隔板和母线套管能有效防止事故向邻柜蔓延。
母线涂敷绝缘材料之后，其绝缘性能比单纯空气绝缘大大提高。因此，使用母线涂敷绝缘材料可以达到提高绝缘性能，减小柜体体积的要求。
通过Ansoft软件仿真分析(以10kV为例)，我们可以确定开关柜母线室内部电场强度分布，确定高电位地区，并在相关部位涂敷绝缘材料，达到绝缘改造的目的。
对所建模型设置激励条件，在3相母线处设置10kV电压，在金属外壳6个面上设置0V电压(外壳接地)。
在10kV母线电压下，母线室中母线与环氧树脂交接处的电位十分高，尤其是母线与动触头上方的环氧树脂交界处。其余部位如外壳外部的环氧树脂电位较低，这也是外壳接地所造成的结果。
针对用于对母线进行涂覆的4种不同的有机绝缘材料对照表：
由上表可以看出，二者不同之处在聚脂薄膜材料绝缘性能好，但单价较贵；聚四氟乙烯材料绝缘性能次之，但单价较低。考虑到最终涂敷成本在于总重量，综合考虑密度及单价，在相同的涂敷面积情况下，聚酯薄膜较聚四氟乙烯价格更低，故选择聚酯薄膜为涂敷的绝缘材料。
在母线的具体使用过程中，母线处的场强并不是处处都很高，而仅仅是母排与金属外壳接近的部位电场强度较高，其余部分电场强度很小。这可能是由于距离较近，电位差很大，加之长方柱型母线存在棱锥，导致尖端放电而造成的。因此，我们的绝缘改造重点部位为上述交接处。所以我们选择在相关交接处涂敷绝缘材料。
选择聚酯薄膜包绕电容式复合绝缘材料作为绝缘涂料，涂敷于母线与母线室外壳交界处。
设置聚酯薄膜包绕电容式复合绝缘材料相对介电常数为200，环绕母线与金属外壳交界处一圈，厚度为5mm，长度为20mm。
通过查阅GB11022－2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》、国家电网《预防交流高压开关柜人身伤害事故措施》等相关材料，我们得出10kV开关柜母线室整体场强应小于空气条件下的允许场强值9.0×105V/m。
选择涂敷聚酯薄膜包绕电容式复合绝缘材料，涂敷于母线与母线室外壳交界处，通过改变其涂敷厚度，最终选择最佳的涂敷方式。
首先设置位于左上方交界处的控制圆，查看在不同绝缘材料厚度的情况下，控制圆上的电场强度如何。以1mm厚度为基准，+1mm为单位，观察电场强度增减趋势，仿真结果如下表所示。
材料不同厚度下控制圆上场强对照表：
随着绝缘材料厚度的不断增加，交界面处空间场强逐渐减小。由于聚酯薄膜包绕电容式复合绝缘材料绝缘强度高，在其涂敷厚度较低的情况下仍然能够保持母线表面的低电场强度，因此，在维持母线表面场强极低的前提下，应该着手减小涂敷绝缘材料的厚度，以达到母线场强与交界面场强均低的目的。
由前述可知，母线室整体场强应小于空气条件下的允许场强值9.0×105V/m。为了在此基础上留有一定裕度，选择3mm时场强为8.6×105V/m，可以满足场强要求，同时满足经济性与可靠性。
本发明还提供了一种开关柜，如图3所示，开关柜包括开关柜本体50、母线室60和断路器室70，母线室60和断路器室70均设置在开关柜本体50内，母线室60为上述的母线室60。
在本实施例中，开关柜还包括低压室90、断路器手车100以及运输小车110。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的母线通过在导电芯10的外表面包裹有阻电层20能够有效地提高母线的绝缘性能。其中，阻电层20包裹在导电芯10的至少部分芯体段的外表面，阻电层20包括至少一层导电层21以及至少一层绝缘层22。在母线的具体制作过程中，准备好导电性能较好的导电芯10，然后在导电芯10的外表面包裹阻电层20，为了能够使得导电芯10到阻电层20的外表面的电量逐渐消失，阻电层20包括至少一层导电层21以及至少一层绝缘层22。本发明的母线通过在导电芯10的外表面包裹有由至少一层导电层21和至少一层绝缘层22组成的阻电层20能够有效地提高母线的绝缘性能，解决了现有技术中的母线绝缘性能较差的问题。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。