一体式干式绝缘管型母线及其制造方法
一体式干式绝缘管型母线及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于管型母线及其制造方法技术领域，尤其涉及一种一体式干式绝缘管型母线及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在电力工程中电网输电导线与变电站变压器之间的导体连接、输电线路中的跳线、电力设备中的连接导体和大电流直流融冰装置中的过流导体，都用管型母线，在地下变电站、地铁用变电站或某些特殊要求的变电站，为了减少占地面积，变电站更加紧凑，要求管型母线的绝缘性能、耐腐蚀性能等各项指标大大提高。
[0003]目前使用的管型母线包括充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘型母线和干式一体式干式绝缘管型母线，由于结构的原因，存在以下缺陷:其一，充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘型母线，由于聚四氟乙烯带非常光滑，不能达到完全固定的目的。在生产、运输、安装及运行过程中，聚四氟乙烯带及屏蔽层沿母线轴线方向攒动不可避免，导致电场分配不均并发生劣变；其二，干式一体式干式绝缘管型母线，采用环氧树脂作为绝缘层，在绝缘层之间带有屏蔽层，该母线因材料原因，加工周期长，工艺不好控制，在烘干过程中，环氧树脂容易裂开，成品率低，绝缘层和屏蔽层容易因结合不紧密而分开，降低产品的性能，产品使用寿命短。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种加工周期短、具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的一体式干式绝缘管型母线。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:包括空心导电管，其特征在于:在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙‘烯:100份；碳粉3--10份。
[0006]其附加技术特征为:
在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层；
在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份； 所述聚四氟乙稀膜的厚度为0.05一0.15mm，宽度为25--55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜；
所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕；
在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层；
所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉6—一7份。
[0007]本发明解决的第二个技术问题就是提供一种上述一体式干式绝缘管型母线的制造方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:该方法包括下列步骤:
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料
在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0009]其附加技术特征为:
所述第三步烧结步骤包括以下步骤:
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟；所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
[0010]本发明所提供的一体式干式绝缘管型母线与现有技术相比，具有以下优点:其一，由于包括空心导电管，在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低、极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点；其二，由于在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层，对于一些电流较大的母线，进一步提高了母线的电气性能；其三，由于在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份，延长了产品的使用寿命，而且还便于相线的区分；其四，由于所述聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25——55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，既能保证了绝缘层的厚度和绝缘性能，又保证了屏蔽层的屏蔽性能；其五，由于所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕；生成的产品更加平整，其六，由于在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的 半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层，导体表面更加光滑，电场分布均匀，不易产生电弧；其七，由于所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份，碳粉6—一7份，不但使聚四氟乙烯膜与半导体聚四氟乙烯膜能够很好地烧结，而且还能使半导体聚四氟乙烯膜的屏蔽性能更佳。
[0011]本发明所述的一体式干式绝缘管型母线制造方法具有以下特点:
第一，工序简单，生产周期短。只需将绝缘层和屏蔽层依次缠绕在空心导电管上，然后再烧结炉中烧结即可。相比于目前树脂作为绝缘层，生产周期大大缩短。
[0012]第二，采用聚四氟乙烯膜作为绝缘层，采用带有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜，由于都含有聚四氟乙烯材料，因此在高温烧结时可以烧结成一体结构，使得该方法生产的一体式干式绝缘管型母线具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低、极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图； 图2为外侧带有第五绝缘层和第五屏蔽层的一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图；
图3为空心导电管外侧带有匀电场层的一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明一体式干式绝缘管型母线的结构和使用原理做进一步详细说明。
[0015]如图1所示，本发明一体式干式绝缘管型母线包括空心导电管1，空心导电管I 一般为铜管或铝管，在空心导电管I的外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层2，在第一绝缘层2的外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层3 ;在第一屏蔽层3外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层4，在第二绝缘层4外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层5 ;在第二屏蔽层5外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层6，在第三绝缘层6外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层7 ;在第三屏蔽层7外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层8，在第四绝缘层8外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层9。半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低的优点。绝缘材料耐热系数高，安装简便，抗震动能力强等特点。
[0016]如图2所示，在第四屏蔽层9外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层10，在第五绝缘层10外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层11，对于一些电流较大的母线，进一步提高了母线的电气性能。
[0017]在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分??聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份，延长了产品的使用寿命，而且还便于相线的区分。
[0018]聚四氟乙稀膜的厚度为0.05一0.15mm，宽度为25--55mm ;半导体聚四氟乙稀膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25——55mm ;第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8由四层聚四氟乙烯膜构成，第五绝缘层10由三层聚四氟乙烯膜构成；第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9为一层半导体聚四氟乙烯膜，第五屏蔽层11为两层半导体聚四氟乙烯膜，既能保证了绝缘层的厚度和绝缘性能，又保证了屏蔽层的屏蔽性能。当然，可以根据需要，第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8可以由两层、三层、五层或更多层聚四氟乙烯膜构成，第五绝缘层10由可以由两层、四层或更多层聚四氟乙烯膜构成；第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9可以为两层或更多层半导体聚四氟乙烯膜，第五屏蔽层11可以为两层以上半导体聚四氟乙如月旲。
[0019]第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8、第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9为螺旋角30度半叠包包绕；生成的产品更加平整。
[0020]如图3所示，在第一绝缘层2与空心导电管I之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层12，导体表面更加光滑，电场分布均匀，不易产生电弧。
[0021]半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份，碳粉6—一7份，不但使聚四氟乙烯膜与半导体聚四氟乙烯膜能够很好地烧结，而且还能使半导体聚四氟乙烯膜的屏蔽性能更佳。
[0022]本发明所述的一体式干式绝缘管型母线制造方法，包括以下步骤:
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料
在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0023]作为上述方法的进一步改进，第三步烧结步骤包括以下步骤:
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟； 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟。
[0024]所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
[0025]具有以下特点:
第一，工序简单，生产周期短。只需将绝缘层和屏蔽层依次缠绕在空心导电管上，然后再烧结炉中烧结即可。相比于目前树脂作为绝缘层，生产周期大大缩短。
[0026]第二，采用聚四氟乙烯膜作为绝缘层，采用带有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜，由于都含有聚四氟乙烯材料，因此在高温烧结时可以烧结成一体结构，使得该方法生产的一体式干式绝缘管型母线具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低的优点。
[0027]实施例1
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.05mm，宽度为25mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.05mm，宽度为25mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉3份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层，螺旋角30度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280°C，然后恒温25分钟；
第(二)步，第二次加热< br> 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322 °C，然后恒温55分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25分钟内提高至327 °C，然后恒温55分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25分钟内降至322 °C，然后恒温45分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45分钟内降至278 °C，然后恒温25分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55分钟内降至95 °C，然后恒温60分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0028]实施例2
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.15mm，宽度为55mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.15mm，宽度为55mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉10份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层，螺旋角45度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至290°C，然后恒温35分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在35分钟内提高至327 °C，然后恒温65分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在35分钟内提高至355 °C，然后恒温65分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在35分钟内降至327 °C，然后恒温65分钟；
第(五)步，第二次降温将烧结炉中的温度在65分钟内降至285 °C，然后恒温35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在75分钟内降至105 °C，然后恒温65分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0029]实施例3
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.11mm，宽度为35mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.11mm，宽度为35mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角40度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至285°C，然后恒温30分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在30分钟内提高至323 °C，然后恒温60分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在30分钟内提高至340 °C，然后恒温60分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在30分钟内降至323 °C，然后恒温50分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在50分钟内降至280 °C，然后恒温30分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在60分钟内降至100°C，然后恒温63分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0030]实施例4
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.06mm，宽度为30mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.06mm，宽度为30mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉7份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角35度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至283°C，然后恒温29分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在29分钟内提高至325 °C，然后恒温62分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在29分钟内提高至352 °C，然后恒温62分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在29分钟内降至326 °C，然后恒温60分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在60分钟内降至279 °C，然后恒温28分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在70分钟内降至102 °C，然后恒温62分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0031]实施例5
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.08mm，宽度为40mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.08mm，宽度为40mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6.5份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角42度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料10份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至288°C，然后恒温32分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至325 °C，然后恒温64分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至349 °C，然后恒温58分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在32分钟 内降至325 °C，然后恒温58分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在58分钟内降至283 °C，然后恒温32分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在62分钟内降至98 °C，然后恒温61分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0032]实施例6
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.09mm，宽度为40mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.09mm，宽度为40mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6.8份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角41度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料7份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至282°C，然后恒温31分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在31分钟内提高至325 °C，然后恒温63分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至335 °C，然后恒温59分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在31分钟内降至325 °C，然后恒温61分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在52分钟内降至282 °C，然后恒温31分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在62分钟内降至98 °C，然后恒温61分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0033]本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明一体式干式绝缘管型母线结构相同，就落在本发明保护的范围。
【主权项】
1.一体式干式绝缘管型母线，包括空心导电管，其特征在于:在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层； 所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份。2.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层。3.根据权利要求2所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份。4.根据权利要求2所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜。5.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层。6.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕。7.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉6—一7份。8.权利要求1、2、3、4、5或6所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:该方法包括下列步骤: 第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料 在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层； 第二步，包裹纤维布层 在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层； 第三步，将坯料在烧结炉中烧结 将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结； 第四步，取出，剥下耐高温纤维布层 将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。9.根据权利要求8所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:所述第三步烧结步骤包括以下步骤: 第(一)步，第一次加热 将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟； 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温 将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟； 第(五)步，第二次降温 将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟； 第(六)步，第三次降温 将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟。10.根据权利要求8所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
【专利摘要】本发明属于管型母线及其制造方法技术领域，公开了一种一体式干式绝缘管型母线及其制造方法。其主要技术特征为：包括空心导电管，在所述的空心导电管外侧依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分：聚四氟乙烯：100份；碳粉3-10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点。
【IPC分类】H01B13/26, H01B7/28, H01B7/42, H01B7/02, H01B7/30, H01B13/08
【公开号】CN104900327
【申请号】CN201510376246
【发明人】杜天民
【申请人】深州市远征氟塑料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月27日
【技术领域】
[0001]本发明属于管型母线及其制造方法技术领域，尤其涉及一种一体式干式绝缘管型母线及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在电力工程中电网输电导线与变电站变压器之间的导体连接、输电线路中的跳线、电力设备中的连接导体和大电流直流融冰装置中的过流导体，都用管型母线，在地下变电站、地铁用变电站或某些特殊要求的变电站，为了减少占地面积，变电站更加紧凑，要求管型母线的绝缘性能、耐腐蚀性能等各项指标大大提高。
[0003]目前使用的管型母线包括充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘型母线和干式一体式干式绝缘管型母线，由于结构的原因，存在以下缺陷:其一，充油式聚四氟乙烯带绕包全绝缘型母线，由于聚四氟乙烯带非常光滑，不能达到完全固定的目的。在生产、运输、安装及运行过程中，聚四氟乙烯带及屏蔽层沿母线轴线方向攒动不可避免，导致电场分配不均并发生劣变；其二，干式一体式干式绝缘管型母线，采用环氧树脂作为绝缘层，在绝缘层之间带有屏蔽层，该母线因材料原因，加工周期长，工艺不好控制，在烘干过程中，环氧树脂容易裂开，成品率低，绝缘层和屏蔽层容易因结合不紧密而分开，降低产品的性能，产品使用寿命短。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种加工周期短、具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的一体式干式绝缘管型母线。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:包括空心导电管，其特征在于:在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙‘烯:100份；碳粉3--10份。
[0006]其附加技术特征为:
在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层；
在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份； 所述聚四氟乙稀膜的厚度为0.05一0.15mm，宽度为25--55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜；
所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕；
在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层；
所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉6—一7份。
[0007]本发明解决的第二个技术问题就是提供一种上述一体式干式绝缘管型母线的制造方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:该方法包括下列步骤:
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料
在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0009]其附加技术特征为:
所述第三步烧结步骤包括以下步骤:
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟；所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
[0010]本发明所提供的一体式干式绝缘管型母线与现有技术相比，具有以下优点:其一，由于包括空心导电管，在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低、极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点；其二，由于在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层，对于一些电流较大的母线，进一步提高了母线的电气性能；其三，由于在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份，延长了产品的使用寿命，而且还便于相线的区分；其四，由于所述聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25——55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，既能保证了绝缘层的厚度和绝缘性能，又保证了屏蔽层的屏蔽性能；其五，由于所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕；生成的产品更加平整，其六，由于在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的 半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层，导体表面更加光滑，电场分布均匀，不易产生电弧；其七，由于所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份，碳粉6—一7份，不但使聚四氟乙烯膜与半导体聚四氟乙烯膜能够很好地烧结，而且还能使半导体聚四氟乙烯膜的屏蔽性能更佳。
[0011]本发明所述的一体式干式绝缘管型母线制造方法具有以下特点:
第一，工序简单，生产周期短。只需将绝缘层和屏蔽层依次缠绕在空心导电管上，然后再烧结炉中烧结即可。相比于目前树脂作为绝缘层，生产周期大大缩短。
[0012]第二，采用聚四氟乙烯膜作为绝缘层，采用带有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜，由于都含有聚四氟乙烯材料，因此在高温烧结时可以烧结成一体结构，使得该方法生产的一体式干式绝缘管型母线具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低、极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图； 图2为外侧带有第五绝缘层和第五屏蔽层的一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图；
图3为空心导电管外侧带有匀电场层的一体式干式绝缘管型母线截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明一体式干式绝缘管型母线的结构和使用原理做进一步详细说明。
[0015]如图1所示，本发明一体式干式绝缘管型母线包括空心导电管1，空心导电管I 一般为铜管或铝管，在空心导电管I的外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层2，在第一绝缘层2的外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层3 ;在第一屏蔽层3外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层4，在第二绝缘层4外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层5 ;在第二屏蔽层5外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层6，在第三绝缘层6外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层7 ;在第三屏蔽层7外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层8，在第四绝缘层8外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层9。半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低的优点。绝缘材料耐热系数高，安装简便，抗震动能力强等特点。
[0016]如图2所示，在第四屏蔽层9外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层10，在第五绝缘层10外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层11，对于一些电流较大的母线，进一步提高了母线的电气性能。
[0017]在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分??聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份，延长了产品的使用寿命，而且还便于相线的区分。
[0018]聚四氟乙稀膜的厚度为0.05一0.15mm，宽度为25--55mm ;半导体聚四氟乙稀膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25——55mm ;第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8由四层聚四氟乙烯膜构成，第五绝缘层10由三层聚四氟乙烯膜构成；第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9为一层半导体聚四氟乙烯膜，第五屏蔽层11为两层半导体聚四氟乙烯膜，既能保证了绝缘层的厚度和绝缘性能，又保证了屏蔽层的屏蔽性能。当然，可以根据需要，第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8可以由两层、三层、五层或更多层聚四氟乙烯膜构成，第五绝缘层10由可以由两层、四层或更多层聚四氟乙烯膜构成；第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9可以为两层或更多层半导体聚四氟乙烯膜，第五屏蔽层11可以为两层以上半导体聚四氟乙如月旲。
[0019]第一绝缘层2、第二绝缘层4、第三绝缘层6和第四绝缘层8、第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7和第四屏蔽层9为螺旋角30度半叠包包绕；生成的产品更加平整。
[0020]如图3所示，在第一绝缘层2与空心导电管I之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层12，导体表面更加光滑，电场分布均匀，不易产生电弧。
[0021]半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份，碳粉6—一7份，不但使聚四氟乙烯膜与半导体聚四氟乙烯膜能够很好地烧结，而且还能使半导体聚四氟乙烯膜的屏蔽性能更佳。
[0022]本发明所述的一体式干式绝缘管型母线制造方法，包括以下步骤:
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料
在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0023]作为上述方法的进一步改进，第三步烧结步骤包括以下步骤:
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟； 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟。
[0024]所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
[0025]具有以下特点:
第一，工序简单，生产周期短。只需将绝缘层和屏蔽层依次缠绕在空心导电管上，然后再烧结炉中烧结即可。相比于目前树脂作为绝缘层，生产周期大大缩短。
[0026]第二，采用聚四氟乙烯膜作为绝缘层，采用带有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜，由于都含有聚四氟乙烯材料，因此在高温烧结时可以烧结成一体结构，使得该方法生产的一体式干式绝缘管型母线具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低的优点。
[0027]实施例1
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.05mm，宽度为25mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.05mm，宽度为25mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉3份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层，螺旋角30度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280°C，然后恒温25分钟；
第(二)步，第二次加热< br> 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322 °C，然后恒温55分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在25分钟内提高至327 °C，然后恒温55分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在25分钟内降至322 °C，然后恒温45分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在45分钟内降至278 °C，然后恒温25分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在55分钟内降至95 °C，然后恒温60分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0028]实施例2
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.15mm，宽度为55mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.15mm，宽度为55mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉10份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层，螺旋角45度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至290°C，然后恒温35分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在35分钟内提高至327 °C，然后恒温65分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在35分钟内提高至355 °C，然后恒温65分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在35分钟内降至327 °C，然后恒温65分钟；
第(五)步，第二次降温将烧结炉中的温度在65分钟内降至285 °C，然后恒温35分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在75分钟内降至105 °C，然后恒温65分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0029]实施例3
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.11mm，宽度为35mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.11mm，宽度为35mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角40度半叠包包绕；
第二步，包裹纤维布层
在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至285°C，然后恒温30分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在30分钟内提高至323 °C，然后恒温60分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在30分钟内提高至340 °C，然后恒温60分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在30分钟内降至323 °C，然后恒温50分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在50分钟内降至280 °C，然后恒温30分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在60分钟内降至100°C，然后恒温63分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0030]实施例4
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.06mm，宽度为30mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.06mm，宽度为30mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉7份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角35度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至283°C，然后恒温29分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在29分钟内提高至325 °C，然后恒温62分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在29分钟内提高至352 °C，然后恒温62分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在29分钟内降至326 °C，然后恒温60分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在60分钟内降至279 °C，然后恒温28分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在70分钟内降至102 °C，然后恒温62分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0031]实施例5
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.08mm，宽度为40mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.08mm，宽度为40mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6.5份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角42度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料10份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至288°C，然后恒温32分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至325 °C，然后恒温64分钟； 第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至349 °C，然后恒温58分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在32分钟 内降至325 °C，然后恒温58分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在58分钟内降至283 °C，然后恒温32分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在62分钟内降至98 °C，然后恒温61分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0032]实施例6
第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料取厚度为0.09mm，宽度为40mm的聚四氟乙烯膜和厚度为0.09mm，宽度为40mm包含聚四氟乙烯:100份；碳粉6.8份的半导体聚四氟乙烯膜，在空心导电管上由内至外依次缠绕匀电场层、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层、第五绝缘层、第五屏蔽层；第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜，螺旋角41度半叠包包绕，在第五屏蔽层11的外侧带有护套层13，护套层13包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料7份；第二步，包裹纤维布层在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层；
第三步，将坯料在烧结炉中烧结将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结；
第(一)步，第一次加热
将烧结炉中的温度在两个小时内提高至282°C，然后恒温31分钟；
第(二)步，第二次加热
将烧结炉中的温度在31分钟内提高至325 °C，然后恒温63分钟；
第(三)步，第三次加热
将烧结炉中的温度在32分钟内提高至335 °C，然后恒温59分钟；
第(四)步，第一次降温
将烧结炉中的温度在31分钟内降至325 °C，然后恒温61分钟；
第(五)步，第二次降温
将烧结炉中的温度在52分钟内降至282 °C，然后恒温31分钟；
第(六)步，第三次降温
将烧结炉中的温度在62分钟内降至98 °C，然后恒温61分钟；
第四步，取出，剥下耐高温纤维布层
将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。
[0033]本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明一体式干式绝缘管型母线结构相同，就落在本发明保护的范围。
【主权项】
1.一体式干式绝缘管型母线，包括空心导电管，其特征在于:在所述的空心导电管外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第一绝缘层，在所述第一绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第二绝缘层，在所述第二绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第二屏蔽层；在所述第二屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第三绝缘层，在所述第三绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第三屏蔽层；在所述第三屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第四绝缘层，在所述第四绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第四屏蔽层； 所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉3—一10份。2.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第四屏蔽层外侧缠绕聚四氟乙烯膜组成第五绝缘层，在所述第五绝缘层外侧缠绕包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成第五屏蔽层。3.根据权利要求2所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第五屏蔽层外侧带有护套层，所述护套层包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯100份，红绿蓝有机颜料3-10份。4.根据权利要求2所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述半导体聚四氟乙烯膜的厚度为0.05—0.15mm，宽度为25—一55mm ;所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层由四层聚四氟乙烯膜构成，所述第五绝缘层由三层聚四氟乙烯膜构成；所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为一层半导体聚四氟乙烯膜，所述第五屏蔽层为两层半导体聚四氟乙烯膜。5.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:在所述第一绝缘层与所述空心导电管之间设置有包含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜组成匀电场层。6.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层、所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层和第四屏蔽层为螺旋角30-45度半叠包包绕。7.根据权利要求1所述的一体式干式绝缘管型母线，其特征在于:所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分:聚四氟乙烯:100份；碳粉6—一7份。8.权利要求1、2、3、4、5或6所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:该方法包括下列步骤: 第一步，在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层，制成坯料 在空心导电管上由内至外依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层； 第二步，包裹纤维布层 在第四屏蔽层外侧包裹有耐高温纤维布层； 第三步，将坯料在烧结炉中烧结 将包裹有耐高温纤维布层的坯料置入烧结炉中烧结； 第四步，取出，剥下耐高温纤维布层 将烧结好的坯料取出，并将表面的耐高温纤维布层取下。9.根据权利要求8所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:所述第三步烧结步骤包括以下步骤: 第(一)步，第一次加热 将烧结炉中的温度在两个小时内提高至280——290 °C，然后恒温25——35分钟； 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至322——327 °C，然后恒温55——65分钟； 第(三)步，第三次加热 将烧结炉中的温度在25-35分钟内提高至327——355 °C，然后恒温55——65分钟； 第(四)步，第一次降温 将烧结炉中的温度在25-35分钟内降至322——327 °C，然后恒温45——65分钟； 第(五)步，第二次降温 将烧结炉中的温度在45-65分钟内降至278——285 °C，然后恒温25——35分钟； 第(六)步，第三次降温 将烧结炉中的温度在55-75分钟内降至95——105 °C，然后恒温60——65分钟。10.根据权利要求8所述的一体式干式绝缘管型母线的制备方法，其特征在于:所述第一步在空心导电管外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层之前，先在空心导电管外侧缠绕匀电场层，然后在匀电场层外侧依次缠绕各绝缘层和屏蔽层。
【专利摘要】本发明属于管型母线及其制造方法技术领域，公开了一种一体式干式绝缘管型母线及其制造方法。其主要技术特征为：包括空心导电管，在所述的空心导电管外侧依次缠绕第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层、第三绝缘层、第三屏蔽层、第四绝缘层、第四屏蔽层；所述半导体聚四氟乙烯膜包括有下列重量份的成分：聚四氟乙烯：100份；碳粉3-10份，聚四氟乙烯材料具有较好的绝缘性能，而含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜中又具有导电的屏蔽层性能，将上述聚四氟乙烯膜和含有碳粉的半导体聚四氟乙烯膜间隔作为绝缘层和屏蔽层，经高温烧结成为一体结构，具有载流量大、集肤效应低、功率损失小、允许应变力大、机械强度高、散热条件好、温升低极强的耐候性、完全免维护、耐腐蚀的优点。
【IPC分类】H01B13/26, H01B7/28, H01B7/42, H01B7/02, H01B7/30, H01B13/08
【公开号】CN104900327
【申请号】CN201510376246
【发明人】杜天民
【申请人】深州市远征氟塑料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月27日
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