本實(shí)用新型屬于母線槽的設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷化耐火母線槽。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有母線槽及其連接器的缺陷主要在于耐火、防水、絕緣、導(dǎo)熱與隔熱的指標(biāo)達(dá)不到現(xiàn)代超高層建筑、大型工廠和重大軍事設(shè)施所期望的要求。

在母線槽及其連接器的現(xiàn)有技術(shù)中，所采用的耐火材料有兩大類:一是無(wú)機(jī)材料類，包括云母帶、云母板、硅酸鋁棉、硅酸鋁板和其它高熔點(diǎn)硅酸鹽制品的任意一種或組合體，雖然這些無(wú)機(jī)材料本身的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于紫銅導(dǎo)體的熔點(diǎn)，且耐火性能高，但是由于易吸水受潮，并不能保證母線槽及其連接器整體結(jié)構(gòu)的耐火、電氣絕緣的可靠性；二是高分子材料類，包括聚碳酸酯、聚酯薄膜、交聯(lián)熱縮管、交聯(lián)PE帶、3M交聯(lián)帶和其它聚合物基材的任意一種或組合體，雖然這些高分子材料的絕緣性能好，但額定溫度一般在150℃以下，其阻燃性只能達(dá)到GB/T 2406.2、 GB/T 24030、 GB/T 5169.16或UL 94 V0標(biāo)準(zhǔn)，甚至更低，耐火性更差，達(dá)不到GB 30624-2006耐火設(shè)計(jì)的A級(jí)要求，甚至滿足不了建筑電氣防火規(guī)范的耐溫950℃至少180min的要求。還有聚四氟乙烯的額定溫度雖然高達(dá)200℃，但發(fā)達(dá)國(guó)家已將含氟高聚物列入戰(zhàn)略資源限制出口清單，而且在火災(zāi)的極端高溫環(huán)境下會(huì)釋放對(duì)人體有損害和消耗臭氧層的氣體，在母線行業(yè)中已經(jīng)被停用。

現(xiàn)在，有人為了提高母線槽及其連接器的耐火性能，以協(xié)同提高火災(zāi)狀態(tài)下電氣絕緣指標(biāo)，采用氯化鎂粉、氧化鎂粉等無(wú)機(jī)粉體作填充料，雖然耐火但不隔熱。一旦火災(zāi)發(fā)生，建筑物內(nèi)溫度迅速升高至950℃甚至更高，采用這些材料的母線槽及其連接器，其外殼溫度很快上升使殼體易于軟化變形，并將高溫傳遞到槽內(nèi)的導(dǎo)體上，使導(dǎo)體溫度也迅速升高，導(dǎo)體熱阻抗增大、電壓降升高，當(dāng)溫度達(dá)到950℃時(shí)黃銅導(dǎo)體軟化、達(dá)到1085℃時(shí)純銅導(dǎo)體軟化，很快導(dǎo)致消防應(yīng)急設(shè)備無(wú)法正常啟動(dòng)和運(yùn)行。

因此，要確保母線槽及其連接器的電氣絕緣指標(biāo)在火災(zāi)環(huán)境中較長(zhǎng)時(shí)間的可靠性，必先確保其耐火性能，才能滿足現(xiàn)行建筑電氣防火規(guī)范耐溫950℃至少180min的要求。這就需要設(shè)計(jì)更合適的材料制品，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做協(xié)同改進(jìn)才有可能實(shí)現(xiàn)。

雖然母線槽及其連接器不是新概念，但是設(shè)計(jì)新的耐火材料制品與新防火結(jié)構(gòu)協(xié)同結(jié)合，賦予母線槽及其連接器更高的耐火性能，延長(zhǎng)在火災(zāi)環(huán)境下正常供電的時(shí)間，也是技術(shù)創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種符合建筑電氣防火規(guī)范的耐火母線槽配套并滿足耐溫950℃至少180min的要求。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的一種陶瓷化耐火母線槽，包括：增強(qiáng)耐火外殼組件、陶瓷化絕緣套、流態(tài)固化絕緣填充料、定位絕緣隔離條以及耐火導(dǎo)電排；所述增強(qiáng)耐火外殼組件具有由可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層與金屬板、金屬槽、金屬網(wǎng)、金屬絲、碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維的任意一種或組合體復(fù)合的預(yù)制耐火隔熱殼；所述陶瓷化絕緣套包覆在增強(qiáng)耐火外殼組件的螺栓Ⅱ上；所述流態(tài)固化絕緣填充料灌注在定位絕緣隔離條和耐火導(dǎo)電排之間的空隙中；所述定位絕緣隔離條分別安裝在增強(qiáng)耐火外殼組件的腔體內(nèi)頂部和底部，將增強(qiáng)耐火外殼組件的壁面和耐火導(dǎo)電排隔開、將耐火導(dǎo)電排逐一隔開；耐火導(dǎo)電排在增強(qiáng)耐火外殼組件腔內(nèi)平行而間隔布置。

進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)耐火外殼組件還包括:一對(duì)上下鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ、一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ、至少四根螺栓Ⅰ、至少兩根螺栓Ⅱ、至少兩根加強(qiáng)筋條；所述螺栓Ⅰ將一對(duì)上下鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ和一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ拼合聯(lián)結(jié)為“口”字型管道結(jié)構(gòu)；所述螺栓Ⅱ被陶瓷化絕緣套包覆且將一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ預(yù)緊定位。

進(jìn)一步地，所述陶瓷化絕緣套還包括：陶瓷化硅橡膠熱縮絕緣管、陶瓷化聚烯烴熱縮絕緣管、陶瓷化硅橡膠復(fù)合帶、陶瓷化聚烯烴復(fù)合帶的任意一種或組合體，在服役環(huán)境溫度下緊密套在螺栓Ⅱ的外表上，在火災(zāi)環(huán)境下或溫度在530℃以上的環(huán)境中轉(zhuǎn)化為結(jié)實(shí)的陶瓷絕緣套。

進(jìn)一步地，所述流態(tài)固化絕緣填充料還包括：?jiǎn)谓M份類、雙組份類或三組份類常溫固化的陶瓷化硅橡膠漿料、陶瓷化聚酯樹脂漿料的任意一種，通過(guò)真空澆注或壓力灌注在端封好的增強(qiáng)耐火外殼組件內(nèi)的定位絕緣隔離條和耐火導(dǎo)電排之間的縫隙中，自然固化為整體密實(shí)的絕緣體，在火災(zāi)環(huán)境溫度下或溫度在530℃以上轉(zhuǎn)化為陶瓷絕緣整體塊。

進(jìn)一步地，所述定位絕緣隔離條還包括：可固化陶瓷化硅橡膠漿料、可固化陶瓷化聚酯樹脂漿料的任意一種或組合體，經(jīng)模壓固化成條形板狀體；該條形板狀體的厚度精度根據(jù)耐火導(dǎo)電排的厚度和間距設(shè)計(jì)要求，由模具尺寸保證；在板狀體上開有安裝螺栓Ⅱ支撐定位的通孔，孔形為圓形或多邊形的任意一種，孔徑等于或略大于熱縮之后陶瓷化絕緣套的外徑。

進(jìn)一步地，所述耐火導(dǎo)電排還包括：銅排導(dǎo)體、陶瓷化絕緣層和PE導(dǎo)體；所述銅排導(dǎo)體包括市售的銅排標(biāo)準(zhǔn)件或由T2電解銅經(jīng)高溫冶煉拉擠軋制成型的TMY銅排的任意一種，PE導(dǎo)體選用市售的標(biāo)準(zhǔn)件；所述陶瓷化絕緣層由至少一層陶瓷化硅橡膠絕緣層通過(guò)擠出包覆在銅排導(dǎo)體的外表上，或至少兩層自粘性陶瓷化硅橡膠復(fù)合帶纏繞在包覆在銅排導(dǎo)體的外表上。

進(jìn)一步地，所述可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層還包括：膨脹型超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂層、陶瓷化膨脹型超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂層、膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火貼膜、陶瓷化膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火貼膜的任意一種或組合體；在服役環(huán)境溫度下，該防火涂層和/或防火貼膜的總厚度在0.5mm～5mm之間、導(dǎo)熱系數(shù)大于0.80W/(m.K)；在火災(zāi)環(huán)境溫度下或溫度在530℃以上，該防火涂層和/或防火貼膜的厚度膨脹30～130倍，轉(zhuǎn)化成為導(dǎo)熱系數(shù)小于0.10W/(m.K)的陶瓷化泡沫隔熱層或碳化泡沫隔熱層，熔化溫度或軟化溫度在1500℃以上。

進(jìn)一步地，所述預(yù)制耐火隔熱殼還包括：所述可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層與金屬板或金屬網(wǎng)復(fù)合成雙層板或三層板的一種；或者可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層與金屬絲、碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維的任意一種或組合體混合壓延固化而成的單層板。

本實(shí)用新型的一種陶瓷化耐火母線槽，其有益技術(shù)效果在于：

①采用“導(dǎo)熱轉(zhuǎn)隔熱”設(shè)計(jì)——大幅度提髙了母線槽殼體表面以內(nèi)整體結(jié)構(gòu)材料的耐火性能，克服了以往技術(shù)因殼體不隔熱而導(dǎo)致母線槽整體結(jié)構(gòu)溫度升高過(guò)快的短板。在服役環(huán)境溫度下或溫度在530℃以上，可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層總厚度很?。ㄔ?.5mm～5mm之間）、導(dǎo)熱系數(shù)大于0.80W/(m.K)，可確保母線槽及其連接器運(yùn)行自生的熱量易于散發(fā)；在火災(zāi)環(huán)境溫度下，可膨脹型陶瓷化或碳化隔熱層的總厚度膨脹30～130倍并轉(zhuǎn)化為導(dǎo)熱系數(shù)小于0.10W/(m.K)的陶瓷化或碳化泡沫隔熱層，熔化溫度或軟化溫度在1500℃以上，傳熱速率降低近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，在火災(zāi)的初期將高溫?fù)踉谕暾臍んw之外，可保證結(jié)構(gòu)件的剛性，保證母線槽繼續(xù)正常供電，使人員有足夠的時(shí)間安全撤離。

②采用“陶瓷化絕緣”設(shè)計(jì)——在服役環(huán)境溫度下，最大限度增大安全的電氣間隙和爬電距離，進(jìn)一步提高絕緣可靠性；在火災(zāi)盛期的溫度下，仍可保證母線槽殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的剛性和絕緣可靠性，使消防電梯、水泵、安全照明等設(shè)施無(wú)故障應(yīng)急供電時(shí)間可達(dá)180min以上。

③采用“流態(tài)密封固化”設(shè)計(jì)——在服役環(huán)境溫度下，顯著提高母線槽系統(tǒng)的防水、防腐和絕緣可靠性；在火災(zāi)環(huán)境溫度下，可繼續(xù)維持各相導(dǎo)體之間的絕緣性。

④采用“預(yù)制緊密裝配”設(shè)計(jì)——配件在工廠生產(chǎn)，模具保證尺寸精度，現(xiàn)場(chǎng)安裝精度高、效率高，易于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、量產(chǎn)化。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種陶瓷化耐火母線槽實(shí)施例裝配體的橫切面示意圖。

圖2是圖1中陶瓷化絕緣套20的外觀示意圖。

圖3是圖1中定位絕緣隔離條40的外觀示意圖。

圖4是圖1中耐火導(dǎo)電排50的外觀示意圖。

在圖1至圖4中，相同功能、相同結(jié)構(gòu)的零件采用了相同的標(biāo)號(hào)，為了圖紙簡(jiǎn)潔而略去對(duì)稱或相同系列位置上的零件標(biāo)號(hào)。

10—增強(qiáng)耐火外殼組件，11—預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ， 12—預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ，

13—螺栓Ⅰ， 14—螺栓Ⅱ， 15—加強(qiáng)筋；

20—陶瓷化絕緣套； 30—流態(tài)固化絕緣填充料；40—定位絕緣隔離條，

41—定位絕緣隔離條Ⅰ， 41a—隔離條Ⅰ本體， 41b—隔離條Ⅰ安裝孔，

42—定位絕緣隔離條Ⅱ，42a—隔離條Ⅱ本體， 42b—隔離條Ⅱ安裝孔，

43—定位絕緣隔離條Ⅲ；43a—隔離條Ⅲ本體， 43b—隔離條Ⅲ安裝孔，

50—耐火導(dǎo)電排， 51—電導(dǎo)體， 52—陶瓷化絕緣層，

53—PE導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型一種陶瓷化耐火母線槽的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的和實(shí)施效果，以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，揭示了本實(shí)用新型一種陶瓷化耐火母線槽的一個(gè)實(shí)施例，包括：增強(qiáng)耐火外殼組件10、陶瓷化絕緣套20、流態(tài)固化絕緣填充料30、定位絕緣隔離條40以及耐火導(dǎo)電排50；所述陶瓷化絕緣套20包覆在增強(qiáng)耐火外殼組件10的螺栓Ⅱ 14上；所述流態(tài)固化絕緣填充料30灌注在定位絕緣隔離條40和耐火導(dǎo)電排50之間的空隙中；所述定位絕緣隔離條40分別安裝在增強(qiáng)耐火外殼組件10的腔體內(nèi)頂部和底部，將增強(qiáng)耐火外殼組件10的內(nèi)壁面和耐火導(dǎo)電排50隔開、將耐火導(dǎo)電排50逐一隔開；四根帶陶瓷化絕緣層52的電導(dǎo)體51和一根PE導(dǎo)體53在增強(qiáng)耐火外殼組件10腔內(nèi)平行而間隔布置。

再如圖1所示，增強(qiáng)耐火外殼組件10還包括:一對(duì)上下鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ 11、一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ 12、八根螺栓Ⅰ 13、四根螺栓Ⅱ 14、四根加強(qiáng)筋條15；螺栓Ⅰ 13將一對(duì)上下鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ 11和一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ 12拼合聯(lián)結(jié)為“口”字型管道結(jié)構(gòu)；螺栓Ⅱ 14被陶瓷化絕緣套20包覆且將一對(duì)左右鏡像的預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ 12預(yù)緊定位。

其中，預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ 11和預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ 12采用金屬板與可膨脹碳化隔熱層復(fù)合的雙層耐火隔熱殼，可膨脹碳化隔熱層采用陶瓷化膨脹型超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，在工廠預(yù)先熱涂在預(yù)制耐火隔熱殼Ⅰ 11和預(yù)制耐火隔熱殼Ⅱ 12的金屬外表面上成型；在服役環(huán)境溫度下，該防火涂料的厚度在1.5mm～2.0mm之間、導(dǎo)熱系數(shù)0.89W/(m.K)；在530℃～1200℃溫度下，厚度膨脹30～130倍被燒結(jié)為結(jié)實(shí)的、導(dǎo)熱系數(shù)小于0.08W/(m.K)的、碳化泡沫隔熱層，隨著火災(zāi)的進(jìn)程加劇、火焰溫度升高至1200℃以上，陶瓷化泡沫隔熱層越堅(jiān)硬，直到1800℃以上才軟化。

如圖2所示，陶瓷化絕緣套20選用陶瓷化硅橡膠熱縮絕緣管，在服役環(huán)境下緊密套在螺栓Ⅱ 14的外表上，在530℃～1200℃溫度下，轉(zhuǎn)化為結(jié)實(shí)的陶瓷絕緣套。

其中，流態(tài)固化絕緣填充料30選用三組份類常溫固化的陶瓷化硅橡膠漿料，通過(guò)真空澆注在端封好的增強(qiáng)耐火外殼組件10內(nèi)定位絕緣隔離條40和耐火導(dǎo)電排50之間的縫隙中，室溫下自然固化為整體密實(shí)的絕緣體，在530℃～1200℃溫度下，轉(zhuǎn)化為陶瓷絕緣整體塊。

如圖3所示，定位絕緣隔離條40選用可固化陶瓷化硅橡膠漿料，包括：五根定位絕緣隔離條Ⅰ 41、四根定位絕緣隔離條Ⅱ 42和一根定位絕緣隔離條Ⅲ 43；預(yù)先在工廠將隔離條Ⅰ本體41a、隔離條Ⅱ本體42a、隔離條Ⅲ本體43a經(jīng)模壓固化成條形板狀體，其厚度精度根據(jù)耐火導(dǎo)電排50的厚度和間距設(shè)計(jì)要求，由模具尺寸保證；在每塊板狀體上開有兩個(gè)安裝螺栓Ⅱ 14支撐定位的圓形隔離條Ⅰ安裝孔41b、隔離條Ⅱ安裝孔42b、隔離條Ⅲ安裝孔43b，孔徑略大于熱縮之后的陶瓷化絕緣套20的外徑0.2mm。

如圖4所示，耐火導(dǎo)電排50還包括：銅排導(dǎo)體51、陶瓷化絕緣層52和PE導(dǎo)體53；銅排導(dǎo)體51選用由T2電解銅經(jīng)高溫冶煉拉擠軋制成型的TMY銅排，PE導(dǎo)體53選用市售的標(biāo)準(zhǔn)件；由擠出機(jī)將陶瓷化絕緣層52包覆在銅排導(dǎo)體51的外表上。

該實(shí)施例的一種陶瓷化耐火母線槽，其有益技術(shù)效果在于：

①采用“導(dǎo)熱轉(zhuǎn)隔熱”設(shè)計(jì)——使用PVB基膨脹型碳化超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂層做殼體防火層，大幅度提髙了母線槽殼體表面以內(nèi)整體結(jié)構(gòu)材料的耐火性能，克服了以往技術(shù)因殼體不隔熱而導(dǎo)致母線槽整體結(jié)構(gòu)溫度升高過(guò)快的短板。在服役環(huán)境溫度下，膨脹型碳化隔熱層總厚度很?。ㄔ?.5mm～2.0mm之間）、導(dǎo)熱系數(shù)大于0.80W/(m.K)，可確保母線槽及其連接器運(yùn)行的自生熱量易于散發(fā)；在火災(zāi)環(huán)境溫度下，膨脹型碳化隔熱層的總厚度膨脹60倍并轉(zhuǎn)化為導(dǎo)熱系數(shù)小于0.10W/(m.K)的碳化泡沫隔熱層，在溫度2000℃未軟化，傳熱速率降低近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，在火災(zāi)中將高溫?fù)踉谕暾臍んw之外，可保證結(jié)構(gòu)件的剛性，保證母線槽繼續(xù)正常供電，使人員有足夠的時(shí)間安全撤離。

②采用“陶瓷化絕緣”設(shè)計(jì)——使用可陶瓷化聚酯樹脂經(jīng)模壓固化成的條形片狀體31和耐火絕緣套50、陶瓷化硅橡膠擠出并固化成型的方形管40，在服役環(huán)境溫度下，最大限度增大安全的電氣間隙和爬電距離，進(jìn)一步提高絕緣可靠性；在火災(zāi)盛期的溫度下，仍可保證母線槽系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件的剛性和絕緣可靠性，使消防電梯、水泵、安全照明等設(shè)施無(wú)故障應(yīng)急供電時(shí)間可達(dá)180min以上。

③采用“流態(tài)密封固化”設(shè)計(jì)——使用三組份混合而成的可常溫固化的陶瓷化聚酯樹脂漿料做流態(tài)固化絕緣填充料70，在服役環(huán)境溫度下，顯著提高母線槽系統(tǒng)的防水、防腐和絕緣可靠性；在火災(zāi)環(huán)境溫度下，可繼續(xù)維持各相導(dǎo)體之間的絕緣性。

④采用“預(yù)制緊密裝配”設(shè)計(jì)——配件在工廠生產(chǎn)，模具保證尺寸精度，現(xiàn)場(chǎng)安裝精度高、效率高，易于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、量產(chǎn)化。

⑤該實(shí)施例的陶瓷化耐火母線槽經(jīng)公安部天津消防研究所（國(guó)家固定滅火系統(tǒng)和耐火構(gòu)件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）耐火型式試驗(yàn)，耐火時(shí)間180min,耐溫1100℃，停火15min后連續(xù)供電完好，檢測(cè)母線介電強(qiáng)度合格。