一种全绝缘双极性叠层母线制造技术

本发明专利技术公开了叠层母线领域的一种全绝缘双极性叠层母线，包括并排布置的第一导体和第二导体，第一导体、第二导体均由至少一个导电排构成，多个导电排之间并联；第一导体与第二导体的外侧分别缠绕有第一绝缘层，两者的第一绝缘层之间安装有隔离板，隔离板为缠绕有绝缘材料的导电板；第一绝缘层以及隔离板的外侧共同缠绕有第二绝缘层，第二绝缘层通过铠装盒固定；第一导体与第二导体的端部分别向两侧张开构成Y型端子。本发明专利技术中每个导体由若干导电排弯曲然后使用两层绝缘材料缠绕而成，可以实现大电流的传输，方便拓展，提高了电流传输的能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种全绝缘双极性叠层母线


[0001]本专利技术涉及叠层母线领域，具体是一种全绝缘双极性叠层母线。

技术介绍

[0002]对于目前国内外的现状研究发现，双极性直流导体主要是以同轴水冷电缆为主，其材料 为铜，其中以电流小电流(小于10kA)为主。但是随着科学技术的发展，尤其是EAST、CRAFT 等大科学装置的蓬勃发展，这些系统都对聚变电源的要求越来越高，其中大电流和高电压等 级也越来越高，目前传输线的导体已经不能满足实际的需求。
[0003]此外，目前的叠层母线传输电流小，绝缘等级低，并且杂散电感基本都在1μH/m以上， 随着聚变的发展，对传输线杂散电感和大电流传输的安装空间都有更高的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于填补高绝缘等级的大电流双极性叠层母线的空白，根据聚变领域大电 流传输的需求，可以满足聚变装置在大电流和绝缘等级方面的技术需求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种全绝缘双极性叠层母线，包括并排布置的第一导体和第二导体，所述第一导体、第 二导体均由至少一个导电排构成，多个导电排之间并联；第一导体与第二导体的外侧分别缠 绕有第一绝缘层，两者的第一绝缘层之间安装有隔离板，所述隔离板为缠绕有绝缘材料的导 电板；第一绝缘层以及隔离板的外侧共同缠绕有第二绝缘层，所述第二绝缘层通过铠装盒固 定；所述第一导体与第二导体的端部分别向两侧张开构成Y型端子。
[0007]在一些实施方式中，所述铠装盒的外侧通过至少一个限位器以及至少一个纵向夹具加固 固定。
[0008]在一些实施方式中，所述限位器由四个板体围拢固定构成口型框架结构。
[0009]在一些实施方式中，纵向夹具由两个侧向相对的夹具组件通过连接件连接构成，所述夹 具组件的底部设有用于支撑母线的底座，两个所述夹具组件的内底面共同设有绝缘板。
[0010]在一些实施方式中，所述Y型端子的端部外侧设置有横向夹具。
[0011]在一些实施方式中，所述横向夹具包括两个背面相对的C型钢，所述C型钢的背面上还 固定有绝缘板，两个C型钢将所述Y型端子夹持在中间，通过绝缘连接件固定。
[0012]在一些实施方式中，所述第一导体、第二导体在内部沿长度方向均设有水冷回路，第一 导体、第二导体的端部侧面均设有通水孔，通水孔作为水冷回路的进水孔与出水孔。
[0013]在一些实施方式中，当导电排数量超过一个时，所述第一导体、第二导体内部的多个导 电排分别缠绕有绝缘材料。
[0014]有益效果：本专利技术中，每个导体由导电排弯曲然后使用两层绝缘材料缠绕而成，每根导 电排的额定载流量可配置为30kA；两个导体可分别通不同方向的电流，而且第一、第二体可 以分别通过若干个导电排并联且绝缘缠绕，从而产生更大电流的传输，可以方便拓
展，提高 电流传输的能力。经测试，本申请具有至少如下优点：
[0015]1.绝缘水平高，两极耐压等级达到10kV，对地耐压等级达到28kV。
[0016]2.结构性能好，可承受脉冲电流300kA。
[0017]3.装置扩展能力强，适用于多种大电流交流、直流运行模式。
[0018]4.耐腐蚀性强，可免受运行时导体绝缘层与夹具之间的温差带来的冷凝水的绝缘性能损 害。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的轴向端面示意图；
[0020]图2为本专利技术限位器的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术纵向夹具的结构示意图；
[0022]图4为本专利技术横向夹具的结构示意图；
[0023]图5为本专利技术整体结构的示意图；
[0024]图6为本专利技术交流情况下母线内部电流密度分布和趋肤效应仿真图；
[0025]图7为本专利技术多段母线连接时的示意图。
[0026]图中：1
‑
第一导体；2
‑
第二导体；3
‑
第一绝缘层；4
‑
第二绝缘层；5
‑
隔离板；6
‑
铠装盒； 7
‑
Y型端子；8
‑
限位器；801
‑
接地孔；9
‑
纵向夹具；901
‑
夹具组件；902
‑
加强筋；903
‑
底座； 10
‑
横向夹具；1001
‑
C型钢；11
‑
通水孔；12
‑
水冷回路；13
‑
绝缘板。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本专利技术保护的范围。
[0028]一种全绝缘双极性叠层母线，包括并排布置的第一导体1和第二导体2，第一导体1与 第二导体2的外侧分别缠绕有第一绝缘层3，两者的第一绝缘层3之间安装有隔离板5，第 一绝缘层3以及隔离板5的外侧共同缠绕有第二绝缘层4，第二绝缘层4通过铠装盒6固定。 第一导体1与第二导体2的端部分别向两侧弯曲张开构成Y型端子7。
[0029]第一导体1、第二导体2均由至少一个导电排弯曲然后使用两层绝缘材料缠绕而成，其 中第一绝缘层3用于两个导体之间的绝缘，第二绝缘层4以及隔离板5均用于两个导体对大 地的绝缘。两个导体可分别通不同方向的电流，而且每一导体可以通过若干个导电排并联且 绝缘缠绕，从而产生更大电流的传输，可以方便拓展，提高电流传输的能力。
[0030]例如，导电排可以是铝排或铜排或其他导电体，两个导体采用的导电排的材质相同。在 一个实施例中，第一导体1、第二导体均仅包括一个铝排，每根铝排的额定载流量设定为30kA， 因此每个导体可传输30kA的电流，对应的铝排的截面为200
×
60mm(内含有直径为20mm 的水冷孔)。在其他的实施例中，铝排的截面尺寸并不受限，只需要满足30kA对应的电流 密度2.5A/mm2即可。
[0031]在另一个实施例中，第一导体1、第二导体2均各自包括两个铝排，且两个铝排并联连 接，第一导体1中的两个铝排的电流同向，并与第二导体2中的两个铝排的电流方向相
反。 由于每个导体包括的铝排的数量增加一倍，因此每个导体可以传输60kA的电流。
[0032]在实际应用中，具体的并联的导电排的数量根据需求而定，每个导体中包括的铝排的数 量还可以是三个，对应导体传输90kA的电流。需要说明的是，由于要保持第一导体1、第二 导体2的电位相同、极性相反，两个导体内的导电排的数量相同。
[0033]在一些优选的实施例中，当两个导体中的导电排的数量超过一个时，每个导电排的外侧 均缠绕有绝缘材料，用于提高导电的均流性。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全绝缘双极性叠层母线，其特征在于，包括并排布置的第一导体(1)和第二导体(2)，所述第一导体(1)、第二导体(2)均由至少一个导电排构成，多个导电排之间并联；第一导体(1)与第二导体(2)的外侧分别缠绕有第一绝缘层(3)，两者的第一绝缘层(3)之间安装有隔离板(5)，所述隔离板(5)为缠绕有绝缘材料的导电板；第一绝缘层(3)以及隔离板(5)的外侧共同缠绕有第二绝缘层(4)，所述第二绝缘层(4)通过铠装盒(6)固定；所述第一导体(1)与第二导体(2)的端部分别向两侧张开构成Y型端子(7)。2.根据权利要求1所述的一种全绝缘双极性叠层母线，其特征在于，所述铠装盒(6)的外侧通过至少一个限位器(8)以及至少一个纵向夹具(9)加固固定。3.根据权利要求2所述的一种全绝缘双极性叠层母线，其特征在于，所述限位器(8)由四个板体围拢固定构成口型框架结构。4.根据权利要求2所述的一种全绝缘双极性叠层母线，其特征在于，纵向夹具(9)由两个侧向相对的夹具组件(901)通过连接件连接构成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正义，蒋力，许雪松，张杰，武芃，雷红，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：