河南成套電氣設備淺談戶(hù)內高、低壓成套開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)設計標準

戶(hù)內高、低壓成套開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)設計標準

母線(xiàn)是指在成套開(kāi)關(guān)柜中用來(lái)作為連接柜間以及柜內各電氣設備進(jìn)行匯集、分配和傳送電能的導體。在發(fā)生短路故障時(shí)要承受短路電流造成的發(fā)熱和電動(dòng)力作用，是作為高、低壓成套電器中重要的一次元件。

母線(xiàn)的類(lèi)型、顏色、布置及其載流量影響因素

2.1 開(kāi)關(guān)柜用母線(xiàn)按其橫截面分為：矩形、圓形(或雙D形)和槽形母線(xiàn)三種；

當母線(xiàn)的橫截面積相同時(shí)，矩形母線(xiàn)的周長(cháng)要比圓形母線(xiàn)大，其散熱好，冷卻條件好。而且，在一定允許溫度下，矩形母線(xiàn)所通過(guò)的電流要比圓形母線(xiàn)大，圓形母線(xiàn)的集膚效應較強，而矩形母線(xiàn)比較均勻。因此成套開(kāi)關(guān)柜內一般都采用矩形母線(xiàn)。

2.2 開(kāi)關(guān)柜用母線(xiàn)的顏色和位置：

(1) 開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)相序位置與國標顏色對照表

(2) 柜體接地母線(xiàn)：黃綠色相間（若是銅排，可采用本色，貼接地標識）。

2.3 柜內母線(xiàn)的布置：

(1) 按垂直或水平“一”字形：如GGlA-12F型、GBC-40.5型中的柜頂主母線(xiàn)布置結構；(2) 按“品”字形或三角形：如KYN28A—12型，KYN61-40.5型中的主母線(xiàn)布置結構。2.4 載流量受影響的因素：

(1) 布置方式：豎放和橫放，豎放的動(dòng)穩定電流值要比橫放時(shí)大。

(2) 環(huán)境溫度(下表中的溫度值是裸母線(xiàn)承受的Z高溫度值)上表表明：母線(xiàn)經(jīng)過(guò)鍍銀或鍍錫處理后其耐高溫性能有所提高。

(3) 母線(xiàn)的材質(zhì)：銅；鋁；鋼。其中銅的導電率Z高，相同截面積時(shí)它的載流量Z大,而鋼Z小，常用于PT回路或避雷器回路中。

(4) 母線(xiàn)的根數：多根母線(xiàn)并列布置使用時(shí)，其散熱條件比單根要差得多。例如：LMY100X10的電流試驗值：?jiǎn)胃d流量是1728A/1(作基準)；雙根布置時(shí)，載流量是2558A/1.48；叁根布置時(shí)，載流量是3181A/1.84；四根布置時(shí)，載流量是3622A/2.09。

(5) 散熱條件：開(kāi)啟式開(kāi)關(guān)柜要比封閉式開(kāi)關(guān)柜中使用的母線(xiàn)載流量要大，帶空調的變電所要比沒(méi)有帶空調的要好。

母線(xiàn)的絕緣

3.1 高低壓成套設備絕緣母線(xiàn)作用

(1) 防止由于受小動(dòng)物等接觸而引起的相間或相對地的短路故障。(2) 防止污閃或凝露閃的發(fā)生。(3) 防止人身傷亡事故。(4) 防止鹽霧及有害化學(xué)氣體對母線(xiàn)的直接腐蝕。

3.2 母線(xiàn)絕緣方式

(1) 熱縮護套：可以提高母線(xiàn)間的絕緣水平，但護套有絕緣老化的問(wèn)題，同時(shí)母線(xiàn)的散熱條件也會(huì )變差，也增加了生產(chǎn)成本。(2) 冷縮護套：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需加熱。但成本高，也有絕緣老化和母線(xiàn)散熱條件變差的問(wèn)題。(3) 硫化噴涂：生產(chǎn)工藝過(guò)程較為復雜，當出現碰傷后無(wú)法補救，母線(xiàn)的連接處不能作噴涂處理。(4) SF6氣體絕緣：在密封的主母線(xiàn)室和斷路器室中充以0．04Mpa的SF6氣體，可以提高母線(xiàn)間的絕緣性能；主母線(xiàn)在全壽命周期內不用檢修和維護，也不受外界環(huán)境的影響，安全性高。但生產(chǎn)工藝過(guò)程較復雜，是目前柜式C-GIS充氣柜主要的絕緣方式。(5) 加裝隔板：當相間或相對地間凈距達不到安全距離時(shí)，可在相間或與地間加裝絕緣隔板。按國標要求SMC：絕緣隔板與帶電體的Z小距離要求是：12kV開(kāi)關(guān)柜≮30mm。

母線(xiàn)的規格、聯(lián)接及要求

4.1 母線(xiàn)規格：

標準書(shū)寫(xiě)格式為：根數+母線(xiàn)類(lèi)型代號+窄邊×寬邊(如：2-TMY10×100)；經(jīng)軟化熱處理的銅母線(xiàn)用“TMR”表示，硬銅母線(xiàn)用““TMY”表示，銅敷鋁線(xiàn)用““TML”表示

4.2 聯(lián)接方式

(1) 通過(guò)螺栓直接連接或通過(guò)過(guò)渡片(如：銅鋁接頭)間接聯(lián)接。(2) 采用軟連接(“溫度補償器”)。(3) 壓接式連接。

4.3 聯(lián)接要求

母線(xiàn)接觸面間的接觸電阻要符合國標的要求，而且要穩定,因此在制作母線(xiàn)時(shí)要求母線(xiàn)的接觸表面要經(jīng)過(guò)壓花、踏平、鍍銀或搪錫等表面處理。當母線(xiàn)用金具固定時(shí)，要求金具材料本身而且不能形成閉合的鐵磁回路，應采用不導磁材料。

母線(xiàn)設計

5.1 相序設計

(1) 主變架空進(jìn)、出線(xiàn)柜方案中的母線(xiàn)相序要在技術(shù)要求中明確，要考慮到母線(xiàn)是否需要換相。(2) 當聯(lián)絡(luò )母線(xiàn)空間較小時(shí)，也可能會(huì )出現相序的調整。(3) 相鄰的兩臺高壓開(kāi)關(guān)柜用于控制一臺高壓電機正、反轉時(shí)，柜中出線(xiàn)聯(lián)絡(luò )側母線(xiàn)相序要作調整。(4) 在架設對列母線(xiàn)橋的兩臺開(kāi)關(guān)柜中，有一臺柜中的主母線(xiàn)需要調整相序。(5) 設計出口項目時(shí)，要注意出口國的母線(xiàn)相序的執行標準。如印度國高壓三相母線(xiàn)(A、B、c)的顏色標準分別為紅色、黃色和藍色。(6) 柜頂三相電壓小母線(xiàn)的位置布置，也要按國標要求按“遠A、中B、近c(diǎn)”設計。

5.2 絕緣設計

(1) 對于“高海拔地區”、“主回路需復合絕緣”、“采用絕緣母線(xiàn)”、“外絕緣按海拔3000米考慮”等之類(lèi)的要求，柜內主、支母線(xiàn)及搭接處均需用絕緣處理。(2) 對于運行環(huán)境條件嚴酷的地區(如：濕度和污穢等級高)的開(kāi)關(guān)柜，柜內的主、支母線(xiàn)要求用絕緣處理。(3) 在40.5kV開(kāi)關(guān)柜內的主、支母線(xiàn)的絕緣也可以采用硫化噴涂工藝處理，必須做全絕緣處理。(4) 在產(chǎn)品GZSl+柜內的主、支母線(xiàn)及搭接處均要絕緣處理。

5.3 柜內電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)和斷路器(或低壓空開(kāi))的容量與柜內主母線(xiàn)和引下母線(xiàn)(或垂直母線(xiàn))的載流量要相匹配。

5.4 母線(xiàn)作產(chǎn)品附件時(shí)的注意點(diǎn)

(1)“戶(hù)外母線(xiàn)”或“母線(xiàn)伸縮節”數量和要求。(2) 柜頂銅棒小母線(xiàn)的數量和規格。(3) 柜體主接地用或二次保護接地的規格和數量。

5.5 母線(xiàn)橋中的母線(xiàn)要采用母線(xiàn)金具固定，當母線(xiàn)較長(cháng)時(shí)(如超過(guò)20m時(shí))要用溫度補償裝置等措施來(lái)防止母線(xiàn)出現的熱脹冷縮而產(chǎn)生的應力。

5.6 附加功能設計

(1) 母線(xiàn)橋中的母線(xiàn)或電纜出線(xiàn)柜中的引下母線(xiàn)要求帶“驗電和接地”的功能設計。如：對母線(xiàn)橋的結構有“母線(xiàn)可掛接地線(xiàn)及驗電”要求時(shí)，則可在橋身的下方或在橋墩的后側開(kāi)一長(cháng)方形缺口，并用活動(dòng)蓋板封閉(可配掛鎖)，既可以?huà)旖拥鼐€(xiàn)也可以對母線(xiàn)進(jìn)行驗電。(2) 用于手車(chē)柜主母線(xiàn)接地用的接地手車(chē)。(3) 用于手車(chē)柜主母線(xiàn)驗電用的驗電手車(chē)。(4) 當柜體后封板或后門(mén)要求帶“驗電和接地”功能時(shí)，其結構設計與第(1)條相同。

5.7 結構和參數設計

(1) 根據成套設備的一次主接線(xiàn)系統圖的要求，母線(xiàn)的載流量應與母線(xiàn)根數(單、雙或叁根等)及其規格相匹配，并要求做到產(chǎn)品的《投標文件》與《招標文件》保持一致，簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)應明確。(2) 注意高、低壓柜中的主母線(xiàn)、旁路母線(xiàn)、雙母線(xiàn)系統或低壓柜中的中性線(xiàn)長(cháng)度計算的準確性。(3) 產(chǎn)品KYN61-40.5型中的主母線(xiàn)可以采用圓管形母線(xiàn)，要求母線(xiàn)圖紙尺寸要準確。(4) 低壓抽屜柜電纜出線(xiàn)柜中的垂直母線(xiàn)的額定電流Z大值為“1200A”，要注意《投標文件》及圖紙對柜內垂直母線(xiàn)額定電流的要求。(5) 用戶(hù)提供的一次主接線(xiàn)圖上的主母線(xiàn)規格，有時(shí)考慮的電流裕度較大，不能任意減小母線(xiàn)的規格。(6) 低壓柜中的主母線(xiàn)室與小母線(xiàn)室需要用隔板隔開(kāi)，減小隔室間的相互干擾，提高產(chǎn)品的可靠性。

5.8 母線(xiàn)的搭接設計

(1) 母線(xiàn)橋中的母線(xiàn)跨度固定位置尺寸設計要符合國標的要求：一般每800mm長(cháng)上要設計一個(gè)定點(diǎn)。(2) 在改造工程中要考慮到新、舊柜體主母線(xiàn)到現場(chǎng)拼接的工作量，同時(shí)還要確定舊柜體主母線(xiàn)的規格；當新舊柜體中的主母線(xiàn)由于柜體結構的原因而無(wú)法直接拼接時(shí)，也可以考慮采用母線(xiàn)過(guò)渡柜或母線(xiàn)橋的辦法實(shí)現母線(xiàn)的對接。(3) 特別注意旁路母線(xiàn)橋和雙母線(xiàn)柜中的母線(xiàn)橋的搭接結構、布置設計的合理性。(4) 注意低壓架空進(jìn)、出線(xiàn)母線(xiàn)橋的搭接方式(如：上進(jìn)出、后進(jìn)出、側進(jìn)出三種類(lèi)型)的設計。(5) 根據用戶(hù)的要求，為了提高主母線(xiàn)運行的可靠性，對于主母線(xiàn)室相通的產(chǎn)品(如XGN2—12型，JYN2一12型等)，要注意增加主母線(xiàn)的隔板和穿墻套管。

(6) 對于低壓電流互感器(如：BH-0.66)內徑規格，有時(shí)不能穿過(guò)規定的引下母線(xiàn)(如：TMY-100X10)，在技術(shù)要求中加注所穿過(guò)母線(xiàn)規格，特別是在進(jìn)線(xiàn)柜、母聯(lián)柜和電容器柜方案中多見(jiàn)。

(7) 在設計主回路母線(xiàn)時(shí)要注意：三相主母線(xiàn)(穿墻式隔離開(kāi)關(guān))在穿過(guò)柜體隔板時(shí)要考慮到電流通過(guò)時(shí)的渦流感應。在結構上應采取隔斷磁路的措施：在鋼板上加缺口（不低于60mm）、用不銹鋼板、用5mm厚SMC絕緣板。(8) 對于低壓抽屜柜，當柜寬為800 mm時(shí)，設計母線(xiàn)出線(xiàn)位置時(shí)，注意要留出接一次出線(xiàn)電纜的空間，在審核一次系統圖或在技術(shù)交底時(shí)要注意各出線(xiàn)回路主電纜的規格。(9) 根據柜體的寬度或深度尺寸、母線(xiàn)的規格和母線(xiàn)的絕緣要求，要正確選用母線(xiàn)穿墻套管或母線(xiàn)夾的規格和開(kāi)孔尺寸。"(10) 柜內主、支母線(xiàn)都為銅母線(xiàn)而穿墻套管中的導體為鋁時(shí)，則應明確：“母線(xiàn)塔接處耍搪錫處理”。(11) 手車(chē)柜觸頭盒設計時(shí)(特別是在大電流柜設計)要注意：柜中的引下母線(xiàn)規格要與觸頭盒規格相匹配．靜觸頭的高度也要與引下母線(xiàn)規格相匹配。(12) 在柜體主接地回路設計時(shí)，根據國標GB3906的要求：接地母線(xiàn)以及與之相連接的導體截面應按照能通過(guò)銘牌上“額定短路開(kāi)斷電流”的87%來(lái)考慮。(13) 對于同一工程中的低壓柜、高壓環(huán)網(wǎng)柜和外購變壓器柜，在按同一列布置時(shí)，為了便于高壓柜與變壓器柜、變壓器柜與低壓柜間的主母線(xiàn)的聯(lián)接，要注意：變壓器整柜的主母線(xiàn)位置尺寸應與環(huán)網(wǎng)柜和低壓柜相匹配。

5.9 其它要求

(1) 在柜內一次母線(xiàn)配置時(shí)要注意主、支母線(xiàn)“鍍鎳”的要求(如：藥廠(chǎng)項目)。母線(xiàn)的制造工藝復雜，生產(chǎn)成本高。(2) 在柜體出線(xiàn)方案中，當柜體放置在樓板上，主變壓器在一樓時(shí)，出線(xiàn)側的引下母線(xiàn)要用穿墻套管而不用電纜連接，柜體出線(xiàn)方案要明確是電纜出線(xiàn)還是母排出線(xiàn)。

開(kāi)關(guān)柜內各相導體（母線(xiàn)）的相間與相對地凈距的要求（為海拔高度≤1000米的值注：?jiǎn)渭円钥諝庾鳛榻^緣介質(zhì)的開(kāi)關(guān)柜，柜內各相導體的相間與對地凈距必須符合上表的距離要求。

結論

母線(xiàn)在開(kāi)關(guān)柜中發(fā)生故障機會(huì )較少，但是，一旦發(fā)生了母線(xiàn)故障，如：由于絕緣事故而引發(fā)的各種相間短路和單相接地短路，后果非常嚴重，將會(huì )造成大面積的停電以及破壞供電系統的的穩定性，母線(xiàn)的故障是電氣設備中Z嚴重的故障之一。

母線(xiàn)設計的合理性與否將直接關(guān)系到整個(gè)主回路供電系統運行的可靠性，在成套開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品設計過(guò)程中要引起足夠的重視。

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