[發(fā)明專利]軌道車輛用高壓絕緣復(fù)合材料電氣柜體

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910825502.0
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110519951A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉波;嚴(yán)立專;張元;劉紅強(qiáng);蔡明;李建林;王遵;任文毅;程海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H05K5/02
• 分類號: H05K5/02;H05K5/06
• 代理公司: 31251 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 王法男<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種軌道車輛用高壓絕緣復(fù)合材料電氣柜體，包括下柜體、“回”字形結(jié)構(gòu)和連接在下柜體上面的上蓋板、安裝在下柜體內(nèi)右部的高壓模塊；“回”字形結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于下柜體內(nèi)右側(cè)面上的凸“回”字形結(jié)構(gòu)和設(shè)置在高壓模塊上的凹“回”字形結(jié)構(gòu)；凸“回”字形結(jié)構(gòu)與凹“回”字形結(jié)構(gòu)相配合，凸“回”字形結(jié)構(gòu)與高壓模塊之間保持有間隙。本發(fā)明采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的柜體，可以達(dá)到8.5萬伏保壓1min的絕緣要求，能夠?qū)⒐腆w和液體絕緣介質(zhì)替換為氣體絕緣介質(zhì)，大幅降低整柜的重量；采用增加爬電距離設(shè)計，在滿足絕緣性能要求的前提下，盡可能地縮小柜體的體積，實(shí)現(xiàn)小型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高壓絕緣的復(fù)合材料電氣柜體。

背景技術(shù)

電力機(jī)車車輛的牽引系統(tǒng)是為列車運(yùn)行提供牽引和制動的動力、為整車控制提供電能的關(guān)鍵部分，作為連接網(wǎng)側(cè)高壓與列車低壓設(shè)備的樞紐，其安全性至關(guān)重要。由于網(wǎng)側(cè)電壓很高，能達(dá)到2.5萬伏，為保證列車運(yùn)行安全，牽引系統(tǒng)中的變壓器、斷路器等高壓模塊除滿足運(yùn)行中的沖擊和振動要求外，還要求與外界絕緣電壓等級高達(dá)8.5萬伏。以往的高壓模塊柜體通常采用金屬材料，在柜體中填充變壓器油或硅膠等絕緣介質(zhì)達(dá)到絕緣要求。

隨著軌道交通技術(shù)的發(fā)展，軌道交通電氣設(shè)備的輕量化和小型化要求越來越高，各設(shè)備的安裝空間非常有限，而以往采用變壓器油或硅膠絕緣的金屬柜體重量和體積都非常大，無法滿足要求，急需發(fā)明一種重量輕、體積小、絕緣性能優(yōu)異，并且能滿足沖擊和振動條件下的強(qiáng)度和剛度要求的新型電氣柜體。

復(fù)合材料具有材料特性和結(jié)構(gòu)可設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，在輕量化領(lǐng)域是金屬材料的理想替代材料。采用絕緣纖維（如玻璃纖維、玄武巖纖維）和絕緣基體材料（如高絕緣型環(huán)氧樹脂）組成的復(fù)合材料，應(yīng)用于軌道車輛高壓模塊柜體，既能發(fā)揮結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的作用，又能體現(xiàn)功能復(fù)合材料的優(yōu)勢。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01811301010.3的發(fā)明公開了一種復(fù)合材料電氣絕緣箱及其制造方法，包括箱體、連接在箱體上的箱蓋、安裝在箱體前側(cè)面下部的輸入輸出接線柱，還包括內(nèi)、外部安裝件；箱體和箱蓋均為三明治結(jié)構(gòu)。該技術(shù)提出了一種輕量化絕緣箱體結(jié)構(gòu)及制造方法，但對于小型化沒有進(jìn)一步的研究，沒有解決箱體小型化帶來的內(nèi)部絕緣空氣間隙及爬電距離不足的難題，而該問題正是實(shí)現(xiàn)柜體小型化的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種高強(qiáng)度、高壓絕緣、輕量化的軌道車輛用高壓絕緣復(fù)合材料電氣柜體，解決小型化及內(nèi)部絕緣空氣間隙及爬電距離不足的難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種軌道車輛用高壓絕緣復(fù)合材料電氣柜體，包括下柜體和連接在下柜體上面的上蓋板、安裝在下柜體內(nèi)右部的高壓模塊；還包括 “回”字形結(jié)構(gòu)；“回”字形結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于下柜體內(nèi)右側(cè)面上的凸“回”字形結(jié)構(gòu)和設(shè)置在高壓模塊上的凹“回”字形結(jié)構(gòu)；凸“回”字形結(jié)構(gòu)與凹“回”字形結(jié)構(gòu)相配合，凸“回”字形結(jié)構(gòu)鄰近凹“回”字形結(jié)構(gòu)，凸“回”字形結(jié)構(gòu)的大部分位于凹“回”字形結(jié)構(gòu)中，且凸“回”字形結(jié)構(gòu)與高壓模塊之間保持有間隙。

凸“回”字形結(jié)構(gòu)包括一大一小二個方框，每個方框均為左右開口、中間為空的長方體形，大方框位于小方框外圍且相互之間保持有距離，凸“回”字形結(jié)構(gòu)的縱截面為“回”字形；高壓模塊右側(cè)面上與凸“回”字形結(jié)構(gòu)相對應(yīng)位置設(shè)置有凹“回”字形結(jié)構(gòu)，凹“回”字形結(jié)構(gòu)包括一大一小二個框形凹槽，大凹槽位于小凹槽外圍，凹“回”字形結(jié)構(gòu)的縱截面為“回”字形；凸“回”字形結(jié)構(gòu)與凹“回”字形結(jié)構(gòu)相配合，凸“回”字形結(jié)構(gòu)的大方框和小方框分別插入在大凹槽和小凹槽中，且大方框和大凹槽內(nèi)表面之間、小方框和小凹槽內(nèi)表面之間均保持有間隙。

凸“回”字形結(jié)構(gòu)還包括兩塊側(cè)板，大方框和小方框右側(cè)的上部和下部各連接有一塊側(cè)板，側(cè)板連接下柜體；或者，在大方框和小方框右側(cè)連接一塊中部為空的長方形薄板，長方形薄板連接下柜體。

凸“回”字形結(jié)構(gòu)與下柜體一體成型，或者，凸“回”字形結(jié)構(gòu)單獨(dú)成型后再與下柜體粘接。