[发明专利]一种中压隔离开关载流导体用铜铝复合排及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中压隔离开关载流导体用铜铝复合排及其制备方法。

背景技术

如图1所示，中压隔离开关包括底座6、拉杆绝缘子4、两个支柱绝缘子3、进线接线板2、出线接线板7、联结5和导电部件1，所述出线接线板7和进线接线板2分别通过一支柱绝缘子3安装于所述底座6上，所述导电部件1跨接与所述两个支柱绝缘子3的顶部，该导电部件1包括静触头12和触刀11，所述静触头12固定于于装有出线接线板7的支柱绝缘子3的顶部，所述触刀11的一端轴接于装有进线接线板2的支柱绝缘子3的顶部，其另一端搭接于所述触头12上。

由于铜具有电化学性能稳定、电导率高、电阻率低等优点，目前，公知技术中中压隔离开关中的载流导体(即触刀)通常由铜排加工成槽形制成。

现有市场上使用的隔离开关如GW9-12型用于额定电压为10kV的电力系统中，额定电流400A或600A，作为有电压无负载的情况下接通或隔离电源之用，其触头由铜母线折弯90°，触刀直接用铜母线加工而成。

但是铜在全世界范围的储藏量稀少，在我国更是非常贫乏。使用铜导体成本高，不利于解约资源，影响输配电行业的发展。铝也是良好的导电体，且在我国储藏量丰富，价格稳定。自上世纪七十年代起，以铝代铜在我国就是一项重要的经济政策，但因铝导电率较低，机械强度低，刚性差，焊接性能差，接触电阻大，而且在空气中极易氧化，生成具有绝缘性质的氧化铝膜，导致电阻增大，载流量降低，在连接处易出现故障，使用中存在一些技术难题，故长期以来用量较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种中压隔离开关载流导体用铜铝复合排及其制备方法，该铜铝复合排充分利用铜铝材料各自优势，同时其载流量接近于铜排，弯曲性能优于铜排。

本发明的目的是这样实现的：

本发明之一的一种中压隔离开关载流导体用铜铝复合排，包括外层和与该外层无间隙连接的内芯，所述外层采用铜材，所述内芯采用铝材，所述外层的截面积占所述外层和内芯的总截面积的15～25％。

上述的中压隔离开关载流导体用铜铝复合排，其中，所述外层的厚度均匀。

本发明之二的一种中压隔离开关载流导体用铜铝复合排的制备方法，包括以下步骤：

1)将铝熔化保温至700～800℃，通过密闭流槽浇铸到铜管内，冷却形成铜铝复合铸锭；

2)在惰性气体保护下，将加热后的铜铝复合铸锭进行轧制，经过初轧、精轧和整型，制成铜铝复合排。

本发明铜铝复合排制作中压隔离开关的载流导体，代替了传统的铜母线和铝母线，它兼有铝的成本低、重量轻、与铜一样有较低的接触电阻等特点，且由于趋肤效应的影响载流能力大，接近电工铜排，是替代电工铜排的最佳选择。

由于铜铝复合排中铜占的体积比很小，可以大量节约稀缺的铜资源，而且比重小，可以减轻成套电气设备的重量，减小自身重量所引起的弯曲应力，安装方便。其载流量接近于铜排，弯曲性能比铜排好，其抗拉强度、延伸率、硬度都可满足成套电气设备等产品的要求。提高了有色金属资源的综合利用，提高了产品的性能，降低了产品的成本。

铜铝复合排采用连铸连钆直接成型法工艺，铜、铝界面通过溶合形成一定厚度的结合层，真正达到了“冶金结合”，界面结合强度高，在剪切、弯曲、冲孔加工时铜铝不分层。铜铝复合排的机械性能和电性能，如抗拉强度、延伸率、电阻率等性能优越。铜铝复合排的性能如下表所示。

附图说明

图1是现有中压隔离开关的结构示意图；

图2是本发明之一的中压隔离开关载流导体用铜铝复合排的截面示意图。

图3是本发明之一的中压隔离开关载流导体用铜铝复合排的结合层扫描电镜图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图2，图中示出了本发明中压隔离开关载流导体用铜铝复合排的截面示意图，该铜铝复合排包括外层81和与该外层81无间隙连接的内芯82，外层81采用铜材，内芯82采用铝材，外层81的截面积占外层81和内芯82的总截面积的15～25％，且外层81的厚度均匀，本发明铜铝复合排的导电率大于70％IACS。

本发明中压隔离开关载流导体用铜铝复合排的制备方法，包括以下步骤：

1)将铝熔化保温至700～800℃，通过密闭流槽浇铸到铜管内，冷却形成铜铝复合铸锭；

2)在惰性气体保护下，将加热后的铜铝复合铸锭进行轧制，经过初轧、精轧和整型，制成铜铝复合排。