电力载流母排

技术领域

本发明涉及电力系统载流技术领域，具体涉及一种电力载流母排。

背景技术

载流母排是指在电力系统中，用于传导电流的固定形态导体，是承载和分配负荷电流的重要设备。在实际应用中，母排多用于电流较大的工况中，由于内阻的存在，电流的焦耳热会持续加热母排。尤其对于高频交流电，电流的趋肤效应会加剧母排的发热。热量顺着母排传导入IGBT等开关器件中，会加剧半导体芯片的温度升高，甚至可能烧坏半导体器件。因此对母排的温度进行控制，也是电力系统热管理的重要一环。

当前使用的母排中，应用较多的类型为表面镀镍的铜排或铝排，主要通过表面自然对流换热来散热，当电流较大时，往往通过使用更大的截面积来提升母排的载流能力。但是当电流为高频交流电时，由于趋肤效应的影响，单纯通过提升截面积，对载流能力的提升效果的经济性会降低，也会影响设备的轻量化设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电力载流母排，通过对母排结构进行优化提升母排的散热能力，提升单位截面积的载流能力，因此能够实现在同样截面积条件下获得更高的载流能力，从而提高母排的经济性和轻量化指标。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电力载流母排，包括母排主体，其中，母排主体内设有空腔结构，母排主体上设有分别与空腔结构连接的冷却工质入口和冷却工质出口。

根据本发明的电力载流母排，在母排主体内部设置一个或多个贯穿的空腔，用以减轻母排重量，同时也使母排内部具有了冷却工质对流的空间，并增加了母排整体的换热面积，为冷却工质提供了通道，冷却工质由入口流入，经空腔结构后由出口流出，工质在空腔结构内的流动过程中，与空腔璧面进行对流换热。因此，根据本发明的电力载流母排，能够实现在同样截面积条件下获得更高的载流能力，从而提高母排的经济性和轻量化指标。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的电力载流母排，在一个优选的实施方式中，母排主体上设有安装孔，冷却工质入口和冷却工质出口设置在母排主体的两端且位于安装孔的外侧。

具体地，由于母排安装孔附近是电流密度较高的区域，因此该区域温度一般较高，因此冷却工质进、出口位置以设置在母排两端、并使工质流通区域包含母排安装孔区域占优，其位置比母排安装孔更靠外，因此可以保证工质可以对母排安装孔的高温区域进行冷却。

进一步地，在一个优选的实施方式中，母排主体的外表面和内表面设有凸起结构。

通过设置凸起结构，能够进一步增加母排的换热面积以进一步提升换热效率。

具体地，在一个优选的实施方式中，凸起结构包括通过挤压、烧结和焊接方式加工而成的鳍片和锯齿中的一种或多种。

上述方式构成的凸起结构，加工便捷，换热效果好。

进一步地，在一个优选的实施方式中，空腔结构内设有加强肋结构。

通过在空腔结构内增加加强肋结构，能够地母排结构强度、载流能力和换热能力进一步优化。

具体地，在一个优选的实施方式中，加强肋结构包括布置在空腔结构内的隔断肋。

上述结构形式的加强肋结构稳定可靠，易于加工制作，有利于更进一步对母排结构强度、载流能力和换热能力优化。

具体地，在另一个优选的实施方式中，加强肋结构包括布置在空腔底部的肋片结构。

上述结构形式的肋片结构能够极大程度上对母排结构强度、载流能力和换热能力优化。

具体地，在一个优选的实施方式中，空腔结构为直通空腔结构。

直通空腔结构，在保证散热效果的同时能够尽可能简化结构和加工便捷性。

具体地，在另一个优选的实施方式中，空腔结构为迂回连通空腔结构。

上述迂回连通空间结构，能够极大程度上提升母排内部的散热能力。

具体地，在一个优选的实施方式中，母排主体采用铜、铝和银材质中的任一种制成。

通过使用上述电阻率更小的材料，从而能够降低母排内阻，提升其载流能力。

相比现有技术，本发明的优点在于：通过对母排结构进行优化提升母排的散热能力，提升单位截面积的载流能力，因此能够实现在同样截面积条件下获得更高的载流能力，从而提高母排的经济性和轻量化指标。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的整体结构；

图2示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部剖视结构；

图3示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部剖视结构；

图4示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部结构；

图5示意性显示了本发明实施例中空腔结构的剖视结构；

图6示意性显示了本发明实施例中空腔结构的剖视结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的整体结构。图2示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部剖视结构。图3示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部剖视结构。图4示意性显示了本发明实施例的电力载流母排的内部结构。图5示意性显示了本发明实施例中空腔结构的剖视结构。图6示意性显示了本发明实施例中空腔结构的剖视结构。

如图1至图6所示，本发明实施例的电力载流母排10，包括母排主体1，其中，母排主体1内设有空腔结构2，母排主体1上设有分别与空腔结构2连接的冷却工质入口11和冷却工质出口12。

根据本发明实施例的电力载流母排，在母排主体内部设置一个或多个贯穿的空腔，用以减轻母排重量，同时也使母排内部具有了冷却工质对流的空间，并增加了母排整体的换热面积，为冷却工质提供了通道，冷却工质由入口流入，经空腔结构后由出口流出，工质在空腔结构内的流动过程中，与空腔璧面进行对流换热，降低了母排温度，减弱了母排高温对半导体器件寿命的影响。因此，根据本发明的电力载流母排，能够实现在同样截面积条件下获得更高的载流能力，从而提高母排的经济性和轻量化指标。

具体地，在本实施例中，空腔结构2内可以以一定流量通入空气、绝缘油或其它工质，用于对母排进行冷却，其冷却方式可以是：自然对流，无需使用其他设备对母排空腔结构通入工质，母排的外表面和空腔结构壁面与空气进行自然对流散热，空气会由位置较低的入口进入空腔结构，并从位置较高的出口流出空腔结构；强迫对流冷却，使用风机对空腔结构内吹入空气、或使用泵及配套管路对空腔结构内注入工质，并由出口流出；相变换热冷却，采用易相变工质进行换热，即从入口注入易相变工质，该工质与空腔结构壁面换热后发生相变，部分或全部挥发成气体，再由出口流出等多种方式。

进一步地，如图1和图4所示，在本发明实施例中，母排主体1上设有安装孔13，冷却工质入口11和冷却工质出口12设置在母排主体1的两端且位于安装孔13的外侧。具体地，由于母排安装孔附近是电流密度较高的区域，因此该区域温度一般较高，因此冷却工质进、出口位置以设置在母排两端、并使工质流通区域包含母排安装孔区域占优，其位置比母排安装孔更靠外，因此可以保证工质可以对母排安装孔的高温区域进行冷却。具体地，在本实施例中，冷却工质入口11和冷却工质出口12可以采用螺纹孔、光孔或其他形式的接口。

进一步地，在本实施例中，母排主体1的外表面和内表面设有凸起结构。通过设置凸起结构，能够进一步增加母排的换热面积以进一步提升换热效率。具体地，在本实施例中，凸起结构包括通过挤压、烧结和焊接方式加工而成的鳍片和锯齿中的一种或多种。上述方式构成的凸起结构，加工便捷，换热效果好。

进一步地，在本实施例中，空腔结构2内设有加强肋结构21。通过在空腔结构内增加加强肋结构，能够地母排结构强度、载流能力和换热能力进一步优化。如图3所示，具体地，在本实施例中，加强肋结构21包括布置在空腔结构内的隔断肋。上述结构形式的加强肋结构稳定可靠，易于加工制作，有利于更进一步对母排结构强度、载流能力和换热能力优化。如图4所示，具体地，在本实施例中，加强肋结构21还可以采用均匀间隔布置在空腔底部的肋片结构。上述结构形式的肋片结构能够极大程度上对母排结构强度、载流能力和换热能力优化。

如图5所示，具体地，在本实施例中，空腔结构11为贯穿母排两端的直通空腔结构。直通空腔结构，在保证散热效果的同时能够尽可能简化结构和加工便捷性。如图6所示，具体地，在本实施例中，空腔结构11还可以采用迂回连通空腔结构。上述迂回连通空间结构，能够极大程度上提升母排内部的散热能力。

具体地，在本实施例中，空腔结构可以是圆形、矩形或其他形状的截面，在实际运用中，可以根据实际需求有针对性选择设计。

具体地，在本实施例中，母排主体1采用铜、铝和银材质中的任一种制成。通过使用上述电阻率更小的材料，从而能够降低母排内阻，提升其载流能力。

具体地，在本实施例中，母排主体1的形状可以是矩形、圆形或其他形态截面的长条状、扁平状、多道折弯状等，在实际运用中，可以根据实际需求有针对性选择设计。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的电力载流母排，通过对母排结构进行优化提升母排的散热能力，提升单位截面积的载流能力，因此能够实现在同样截面积条件下获得更高的载流能力，从而提高母排的经济性和轻量化指标。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。