選用銅排的一些小知識(shí)

2019-05-29 03:09:55

選用銅排的一些小知識(shí) 母線，也稱母排或載流排，是承載電流的一種導(dǎo)體。在開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中主要用于匯集、分配和傳送電能，連接一次設(shè)備。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，短路事故絕大部分是直接或者間接發(fā)生在母線部位，母線故障是電氣設(shè)備故障中最嚴(yán)重的故障之一。因此，對(duì)母線的正確選用和應(yīng)用顯得極為關(guān)鍵。  下面對(duì)中壓3.6kV—40.5kV的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中與母線相關(guān)的幾個(gè)方面進(jìn)行初步分析計(jì)算和總結(jié)。 戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中，母線按截面分為矩形、圓形、D型、U型等，其中由于同截面的矩形母線較圓形、D型、U型等母線電阻小、散熱面大、載流量高等原因，矩形母線在40.5kV及以下電壓等級(jí)中應(yīng)用最廣泛。圓形和D型母線由于集膚效應(yīng)較好，防電暈效果好,也有應(yīng)用，但連接比較復(fù)雜。U型母線一般用于電流較大、力效應(yīng)要求高的設(shè)備中，如發(fā)電機(jī)出口開關(guān)柜。其額定電流大，一般達(dá)到5000A以上，額定峰值耐受電流(IP)大，一般為50kA以上。按材質(zhì)分，可分為銅母線、鋁母線、鐵母線，其中銅母線由于載流量大，抗腐蝕性能和力效應(yīng)好，應(yīng)用最廣泛。鋁質(zhì)母線在電流小、非沿海和非石化系統(tǒng)也有應(yīng)用。使用鐵母線主要從經(jīng)濟(jì)上考慮，主要應(yīng)用于PT連接線。按自然狀態(tài)可分為硬母線和軟母線。軟母線主要應(yīng)用于連接不便可以吸收一些力效應(yīng)的場(chǎng)所，如斷路器內(nèi)部。 母線的載流量是指母線在規(guī)定的條件下能夠承載的電流有效值。 規(guī)定的條件中主要指標(biāo)是溫度，對(duì)于戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備來(lái)講是指環(huán)境溫度上限為40℃，下限為-25℃。 母線立放時(shí)載流量比平放時(shí)要高一些，一般當(dāng)母線平放且寬度小于60㎜時(shí)，其載流量為立放時(shí)的0.95倍, 寬度大于60㎜時(shí)其載流量為立放時(shí)的0.92倍，這是由于立放時(shí)散熱性能要比平放時(shí)要好的緣故。 根據(jù)母線的材質(zhì)不同，在同一溫度下其載流量也不同。開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中主要以矩形銅母線為主矩形鋁母線為輔。其載流量數(shù)值一般可根據(jù)各種設(shè)計(jì)手冊(cè)查到。筆者根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)各種手冊(cè)中母線載流量的統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出立放時(shí)母線載流量（交流）的簡(jiǎn)易計(jì)算公式。 40℃時(shí)單層矩形銅母線的載流量Id（A）： Id =k（b+8.5）h 式中，b為母線厚度（mm）；h為母線寬度（mm）；k為系數(shù)（A/mm）。 40℃時(shí)雙層銅母線與單層母線載流量載流量的關(guān)系式 I2=（1.56～1.58）Id 式中, I2為雙層銅母線的載流量（A）；Id為為單層銅母線的載流量（A）。1.56～1.58為系數(shù)，一般100×10母線選1.58；80×10，80×8選1.57,60×6選1.56。 40℃時(shí)3層銅母線與單層銅母線的載流量的關(guān)系式為 I3=2Id 式中, I3為四層銅母線的載流量（A）。 40℃時(shí)4層銅母線與單層銅母線的載流量的關(guān)系式為(不推薦此類選擇,最好用異形母排替代) I4=2.45Id 式中, I4為四層銅母線的載流量（A）。 說(shuō)明：2層及以上銅排是指兩層母線間有等于母線厚度的空氣間隙。 母線在環(huán)境溫度為40℃時(shí)和環(huán)境溫度為25℃時(shí)的換算關(guān)系為： I40=0.85I25 式中, I40為40℃時(shí)母線的載流量（A）；I25為25℃時(shí)母線的載流量（A）。 　　 相同規(guī)格的銅母線和鋁母線在相同環(huán)境溫度條件下載流量的換算關(guān)系為： IAl=ICu/1.3 式中, ICu為銅母線的載流量；IAl為銅母線的載流量。 　例如根據(jù)以上公式求TMY100×10母線載流量為： 　　單層：100×18.5＝1850A查手冊(cè)為1860A，此數(shù)據(jù)根據(jù)中國(guó)工業(yè)出版社出版的水電部《高壓配電裝置規(guī)程》。 　　雙層：2(TMY100×10)的載流量為： 　　1850×1.58＝2923(A)；［查手冊(cè)為2942A］； 　　三層：3(TMY100×10)的載流量為： 　　1850×2＝3700A［查手冊(cè)為3780A］ 　　以上所有計(jì)算均與手冊(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)接近,可以根據(jù)以上公式進(jìn)行母線載流量的計(jì)算。  母線的支撐與固定 (1)母線的支撐要充分考慮其抗彎強(qiáng)度是否滿足所配置的系統(tǒng)的力效應(yīng)要求。 (2)母線的固定一般采用金具固定，不直接在母線上打孔采用螺栓固定。 (3)固定母線用的絕緣子，在承受較大的電動(dòng)力時(shí)（如系統(tǒng)額定峰值耐受電流40kA以上時(shí)）要校驗(yàn)絕緣子的抗彎強(qiáng)度是否滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。 絕緣子的力效應(yīng)校驗(yàn)可按照下式： Fjs≤0.6Fph Fjs=1.76KLich2×10-2/a 式中：Fjs —作用于絕緣子上的應(yīng)力，kg； Fph—絕緣子的抗彎強(qiáng)度，可查相關(guān)樣本； L—絕緣子間跨距（母線支撐間距）（cm）； a—相間距離（cm）； ich——額定峰值耐受電流（KA） (4)母線夾板和固定金具應(yīng)同樣可以承受由于額定峰值耐受電流而引起的作用力。 (5)母線的固定金具或其它支持金具不應(yīng)成閉合磁路。 (6)當(dāng)母線平置時(shí)，母線支持夾板的上部壓板應(yīng)與母線保持1—1.5mm的間隙，當(dāng)母線立置時(shí)，上部壓板應(yīng)與母線保持1.5—2mm的間隙。 (7)多片矩形母線間，應(yīng)保持不小于母線厚度的間隙。 (8)600A及以上母線穿墻套管端部的金屬夾板(緊固件除外)應(yīng)采用非磁性材料，其與母線之間應(yīng)有金屬相連，接觸應(yīng)穩(wěn)固，金屬夾板厚度不應(yīng)小于3mm，當(dāng)母線為兩片及以上時(shí)，母線本身間應(yīng)予固定。 (9)母線固定金具與支柱絕緣子間的固定應(yīng)平整牢固，不應(yīng)使其所支持的母線受到額外應(yīng)力。 中壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中與母線有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造中要充分考慮到普遍性與特殊性的關(guān)系，做到既滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定又考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性以及發(fā)展性，母線系統(tǒng)的合理與否將直接影響到供電系統(tǒng)的運(yùn)行，應(yīng)該在使用、設(shè)計(jì)和制造這三者之間引起足夠的重視。

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