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                  公司動態
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                  鋁合金空氣絕緣母線槽

                  2021-04-29瀏覽次數:22

                  一、母線槽的結構:


                  鋁合金外殼空氣絕緣母線槽為室內低壓母線槽,由始端,直線段、垂直直角彎頭、水平直角彎頭、Z形彎頭、T形、十字形、伸縮節、變容節和終端等母線槽構成,其走線靈活、便捷,結構緊湊,占用空間小。因其母線為封鎖式組裝,使用安全,并不需專人維護。在直線段(干線)母線槽上可經插接箱向用戶供電,同時對大流量分支可經T形母線槽分流至配電箱(或柜)。本母線槽由銅排或鋁


                    排及鋁合金外殼、相間絕緣件及其他連接件構成,其安裝便利。直線段母線槽見圖1所示,立面圖見圖2。母線槽間連接時,通過絕緣穿心螺栓緊固,始端母線槽與外部設備通過軟連


                  接構成通路,終端母線槽由終端盒封鎖,母線間連接好后,用接頭蓋板封鎖,接頭蓋板與鋁合金外殼的縫隙可用玻璃膠密封,其防護等級大于IP30。母線槽間連接處的銅排采用熱鍍錫(應用于特殊工況時可鍍銀),以減小母排間的接觸電阻或降低該處銅材的氧化程度。本母線槽因絕緣介質為空氣,其散熱效果優于密集性母線槽,并且其超載能力大。母線槽外殼為優質高強度鋁合金型材流線形壓制而成, 其形狀美觀,并減輕了母線槽的重量,同時母線槽的外殼因采用鋁合金材質,外殼可作為良好的接地體且耐天然環境浸蝕,由此本母線槽獲得多項國家專利(專利號:ZL962 04064.9)。該母線槽是全天候的低壓大電流剛性導體,抗彎強度知足國家尺度GB7251.2-1997的要求,其制造時電氣機能檢修及依據的尺度見表1。


                  二、母排截面的計算:

                    母排截面尺寸,按以下幾個前提選擇:


                   ?。?)按持續工作電流選擇;


                   ?。?)按經濟電流密度選擇;


                   ?。?)按短路時的熱不亂校驗;


                   ?。?)按短路時的機械強度校驗。


                    對于大電流母線來說,起控制作用的一般是(1)、(2)兩項,第(3)項所決定的截面積往往遠小于(1)、(2)兩項所決定的截面積,而第(4)項,因為母排截面較大,機械強度較高,而且可以通過調整絕緣子跨距和母線槽間(或片間)墊塊跨距來知足要求,所以一般也不是決定導體截面積的控制前提。


                  母線槽制造時,在通常前提下按用戶所提供的母線槽所需載流量選擇母排截面積。


                    按答應載流量選擇母排截面積應知足以下前提:


                    Ijs≤Iy


                    式中:Ijs為母排的計算電流,A(通常由用戶所提供);Iy為母排答應載流量,A。


                    選擇計算時應留意以下幾點:


                   ?、?、當環境溫度不同于額定使用環境溫度時,其載流量Iy應乘以溫度校正系數Kt。


                    Kt= Qm-Q1/Qm-Qn


                    式中:Qm為母線槽最高答應工作溫度,取40℃。


                    Q1為母線槽使用環境溫度。


                    Qn為母線槽額定使用環境溫度,一般為25℃。


                    母線槽答應載流量在不同環境溫度下的校正系數Kt按上式計算,當環境溫度高于額定環境溫度時,Iy值應予以修正,其修正值:


                    Iyx=Kt.Iy。


                   ?、?、對于供應商住樓的母線槽,因其使用負荷多為單相或兩相三線,其零線(排)截面積與相線(排)截面積應相同;對于三相四線供電于產業區,其總零排截面積約為相排截面積的40%~60%;對三相五線制母線槽其PE線(排)截面同零線,但其長度大于300mm,裝于母線槽兩端,其中間端用母線槽殼體鋁合金代替即可。


                    三、動、熱不亂性的校驗:


                    當母線槽發生短路時,就有比正常工作電流大很多倍的短路電流從電源經由大電流母線流到短路點。這種短路電流常達15KA以上,要對母線產生力的(機械的)和熱的效應。為此必需校驗母線承受短路電流作用的能力,即校驗母線的動不亂性和熱不亂性。關于短路電流的計算,可參閱有關書籍。大體說來,它由工頻的交流分量和直流衰減分量組成,其中交流分量又包含次暫態衰減、暫態衰減和穩態三個分量,并由系統中的線路、變壓器和發電機等的綜合參數以及發電機的自動勵磁調節器決定,直流衰減分量是伴隨交流分量產生的自由分量,由交流分量的初相角(即短路初瞬間的相角)和系統的綜合電磁特性決定。



                  暫態時間常數Td通常達幾秒,就力效應而言,可近似地把它對應的暫態分量并入穩態分量,剩下次暫態分量以時間常數Ta決定速率的衰減。

                    電力系同一般為三相制,這就可能會發生兩相或三相短路,后者稱為對稱短路。一般地說,兩相短路與三相短路電流交流幅值的比是Im:Im= 3/2,其平方之比是3/4。在單個分支線路上,則只可能發生兩相短路。兩相短路時,兩個短路相導體中的短路電流瞬時值,數值相等方向相反,猶如單相電路中一樣。三相短路時,三相電流交流分量的幅值相等,但初相角互相差120°。


                    在熱不亂校驗時,必需知道短路持續時間Td,它是供電負荷中繼電保護動作時間與斷路器跳閘時間之和。


                    載流母線因為電阻引起的損耗轉化為熱,使母線溫度升高。銅、鋁材料本身固然可在較高溫度下使用不影響其機械強度,但是螺栓連接的接觸面溫度較高輕易氧化,使得接觸面電阻增加。接觸電阻增大又使接觸面溫度繼承升高,造成惡性輪回,導致接觸部門損壞。因此電接觸面的氧化題目就成為限制母線槽溫度的主要因素。連接面鍍銀的螺栓連接答應的母線溫度比較高,但本錢很高,一般采用連接面鍍錫或鍍鋅的螺栓連接。這種母線的答應溫度就低些。我國劃定母線的答應溫度為85~90℃,對封鎖母線,外殼的答應溫度為65~70℃。采用焊接時,答應溫度可到達110℃。但是在與電器連接時,為了便于安裝和檢驗,螺栓連接是不可避免的,其母線搭接螺栓的擰緊力矩見表A。


                    表A 母線搭接螺栓的擰緊力矩


                  序號 螺栓規格 力矩值(N.m)

                  1 M8 8.8~10.8

                  2 M10 17.7~22.6

                  3 M12 31.4~39.2

                  4 M14 51.0~60.8

                  5 M16 78.5~98.1

                  6 M18 98.0~127.4

                  7 M20 156.9~196.2

                  8 M24 274.6~343.2


                    一般母線設計中還應考慮事故情況下短路電流的熱效應。在電網發生短路的情況下,固然保護繼電器能迅速做出反應,堵截電路,延遲時間僅在幾秒到十幾秒以內,但是因為短路電流極大,產生的熱量也極大,引起母線溫度短時間的大幅度升高。母線安全地承受這種短路熱效應的能力稱為短路熱不亂。


                    母線短時發燒不致造成損壞的答應溫度比正常工作答應溫度高得多。銅母線為300℃,鋁母線為200℃。在短途經程中,母線的損耗功率是正常工作時的上百倍,表面散熱量只有母線損耗的1~3%。這就使得計算短路溫升時可以不計及母線的散熱,也就是以為母線損耗產生的全部熱量都用于進步母線的溫度。因此,短路時母線的溫升就取決于母線的熱容量,短路延續時間和短路電流的大小。要保證母線有足夠的熱不亂性,除了盡量減少短路延續時間和短路電流以外,還必需使母線有足夠的截面尺寸,也就使母線有足夠的熱容量。


                  四、關于母線的渦流(即集膚效應和臨近效應)


                    在時變前提下,因為經由回路截面上各點的電流路徑不同,相應的感應電動勢也就不同,因而各點電流密度也不同。換句話說,除了基于媒質的均一電阻率而假設存在的均布電流外,還會因電磁感應而泛起渦流,即發生集膚效應和臨近效應,使截面上電流分布不平均,包括相位的不一致。集膚效應和臨近效應的程度與導體截面外形尺寸及頻率有關,臨近效應還與相臨近的導體間或回路間間隔有關。對于在工頻下工作的多數銅、鋁母線或電力線路,除特殊情況外,因為導體截面不很大,而導體間間隔不是很小,這兩種效應一般都不很大。這種導體叫線狀導體,其回路叫線狀回路。線狀回路的外感抗是其總電感的主要部門,而渦流影響只及于導體內部的磁通和緊靠導體四周的一小部門外磁通。因此即使有一定的渦流,它對電感數值的影響仍舊很?。ū葘﹄娮钃p耗的影響?。?。加上電感值計算的精確性不如電阻值重要,因此一般的工頻線路電感計算可假定電流在截面上平均分布,這使計算大大簡化。但是,當渦流影響特別大時,則必需專門考慮。例如涉及封鎖母線的外殼或冶金爐的低壓大電流引線就是如斯,而母線槽外殼采用良導體鋁合金后其具備屏蔽磁場的作用,這就較好地解決了封鎖母線易產生渦流的題目。


                    鋼母線或導體,因為μ大,又長短線性的,有強烈的集膚效應,針對于此開發了鋁合金外殼空氣絕緣母線槽,很好地解決了封鎖母線積于集膚效應的題目。


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