铜排动热稳定校验

1、都是需要考虑的，特别是母桥距离比较长的时候。需要计算出现短路故障时的电动力，绝缘子类固定件的安装距离、绝缘子安装件的抗屈服力等。不很少有人会特别计算，我感觉是大 家都自觉不自觉的把母线规格放大了，所以基本上不用计算。4母线的热效应和电动力效应4.1母线的热效应4.1.1母线的热效应是指母线在规定的条件下能够承载的因电流流过而产生的热效应。在开关设备和控制设备中指在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内，母线承载的额定短时耐受电流(IK)。4.1.2根据额定短时耐受电流来确定母线最小截面根据GB3906-1991 « 3.6-40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备附录F中公式：S

2、=(I/a ) (t/ 0 )1/2来确定母线的最小截面。式中：S 一母线最小截面，mm2 ;I-额定短时耐受电流，A;a材质系数，铜为13,铝为8.5;t-额定短路持续时间，s； 0 温升(K)，对于裸导体一般取 180K，对于4s持续时间取215K。如对于31.5kA/4S系统,选用铜母线最小截面积为：S= (31500/13 ) X (4/215 ) 1/2=330 mm2铝母线最小截面积与铜母线最小截面积关系为：SAl=1.62SCu式中，SAl为铝母线的最小截面积；SCu为铜母线的最小截面积。如对于31.5kA/4S系统，铝母线最小截面积为：SAl=1.62 X330 =540 mm

3、2根据DL404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件中 7.4.3条规定，接地汇流排以及与之连接的导体截面，应能通过铭牌额定短路开断电流的87% ,可以计算出各种系统短路容量下(短路时间按 4S)的接地母线最小截面积。如对于31.5kA/4S系统,接地铜母线最小截面积为：S=330X 86.7% =287mm2根据以上公式计算，对应各种额定短时耐受电流时，开关设备和控制设备中对应几种常用的额定短时耐受电流，母线最小截面及所用铜母线和铝母线的最小规格见表1 :表1母线 kA/4s 25 31.5 40 63 80设备中铜母线规格50X6 60 X6 80 X6或60X8 80 X10 10

4、0 X10接地铜母线规格 50 X5 50 X6 50 X8 80 X8 80 X10设备中铝母线规格80X6或60X8 80 X8 100 X8或80X10设备中铜母线最小截面(mm2 ) 260 330 420 660 840设备中铝母线最小截面(mm2 ) 425 540 685 1075 13654.2母线的电动力效应母线是承载电流的导体，当有电流流过时势必在母线上产生作用力。母线受电流的作用力与 电流、母线形状、母线间的距离有关。平行放置的母线是开关柜中最常见的。 根据额定峰值耐受电流来确定母线最大跨距 (两个支撑间的最大距离) 原则：作用在母线上的作用应力 kg/cmv母线允许应力

5、。公式： js=1.76L2ich2 xi0-3/aWK y式中： js 作用于母线的作用应力，kg/cm2 ; y 一母线允许最大应力，当母线为铜质时取1400,当母线为铝质时取 700;L一母线支撑间距(cm );a一相间距离(cm )；W矩形母线截面系数，cm3 ; ich额定峰值耐受电流，(kA)根据上式导出： 铜母线的最大跨距为L 铜MA*( 1400aw 103/1.76 ich2) 1/2= 892 (aw)1/2/ ich铝母线的最大跨距为L 铝MA*(700aw 103/1.76 ich2) 1/2= 631 (aw )1/2/ich矩形母线截面系数： 对于水平布置的三相母线

6、，当母线平放时；或者对于竖直布置的三相母线，当母线立放时： (也就是母线的厚度方向相对，此时力效应好)W1 = 0.167bh2 ;其中h为母线宽度(cm), b为母线厚度(cm)。将W代入上式后得 L 铜 MA志 365h ( ab) 1/2/ ich L 铝 MA志 258h ( ab) 1/2/ ich例如：对于31.5kA的系统，ich取80kA，如用于 KYN28-12开关柜a=28，对于TMY100 10 和LMY100 10型母线的最大跨距。母线宽度为100/10=10cm，厚度为10/10=1cm 。L 铜 MA志 240 (cm)。 L 铝 MA志 170 (cm)对于水平布

7、置的三相母线，当母线立放时；或者对于竖直布置的三相母线，当母线平放时： (也就是母线的宽度方向相对，此时电动力效应不好)W2 = 0.167b2h ;则：L 铜 MAX；365b (ah) 1/2/ ich L 铝 MA志 258b (ah) 1/2/ ich 例如：对于 31.5kA 的系统，ich取80kA，如用于 KYN28-12 开关柜 a=27.5cm ,对于 TMY10CX 10 和 LMY10CX 10 则：L 铜 MAX7 55 (mm )。 L 铝 MA志 530 (mm )。从计算可以看出，对于 31.5KA系统，如采用100X 10母线宽度方向相对布置，在理论计算 上如忽

8、略其他因素，必须将母线支撑控制在755mm (530mm )以内，这对于柜宽为800mm的开关柜从应用上来讲是不现实的。所以这种方式一般在 12KV和40.5KV的开关设备和控制设备很少采用，但在低压设备中为了结构上的考虑和减少占用空间，经常被采用在侧进线和联络线中。 根据以上公式，对于几种常用数据，如母线相距210mm , 275mm (12KV电压等级产品)350mm , 400mm , 460mm (40.5KV 电压等级产品)总结出表格如下： 常用矩形母线按母线厚度方向相对排列时的最小跨距(mm):短路容量kA/4s 31.5 40相距(mm) 210 250 275 350 460

9、210 250 275 350 460TMY100X10 理论值 2100 2280 2400 2700 3100 1680 1830 1900 2160 2475 推荐值 1800 1800 1800 2200 2200 1400 1400 1400 1800 1800TMY80X10 理论值 1680 1830 1900 2160 2475 1340 1460 1530 1725 1980推荐值 1400 1400 1600 1800 1800 1200 1200 1200 1400 1400TMY80 X8 理论值 1500 1630 1710 1930 2210 1195 1300 1

10、370 1540 1770推荐值 1200 1200 1400 1400 1800 1000 1000 1000 1200 1400TMY60X6 理论值 970 1060 1110 1255 1440推荐值 800 800 800 1000 1000LMY100X10 理论值 1475 1610 1690 1900 2185 1180 1290 1350 1525 1750推荐值 1200 1200 1200 1400 1600 1000 1000 1000 1200 1400LMY80X10 理论值 1180 1290 1350 1525 1750 945 1030 1080 1215 1

11、395推荐值 1000 1000 1000 1200 1400 800 800 800 1000 1000LMY80 X8 理论值 1050 1150 1205 1360 1560 845 925 970 1100 1250推荐值 800 800 1000 1000 1200 800 800 800 800 1000（表2）常用矩形母线按母线宽度方向相对排列时的最小跨距（mm）:短路容量 KA/4S 31.5 40相距（mm） 275 400 460 275 400 460TMY100 X10 理论值 755 910 980 605 730 780推荐值 600 800 800 600 600

12、 600TMY80 X10 理论值 680 820 850 540 650 700推荐值 600 700 700 500 600 600TMY80 X8 理论值 540 650 700 430 520 560推荐值 500 600 600 400 500 500TMY60X6 理论值 350 425 455 280 335 360推荐值 300 400 400 250 300 300LMY100 X10 理论值 530 645 690 425 515 550推荐值 500 600 600 400 500 500LMY80X10 理论值 475 575 615 380 460 490推荐值 40

13、0 500 600 300 400 400（表3）上面表格中给出的推荐值为考虑各种因素在内的数值，就是说在在开关设备和控制设备如果母线的跨距大于上述推荐值必须增加支撑。4.3不需校验热效应的情况根据工厂配电设计原则，下列部位的母线不需进行母线热效应和电动力效应校验。(1) 采用熔断器保护，连接于熔断器下侧的母线(限流熔断器除外)。(2) 电压互感器回路内的母线。(3) 变压器容量在1250KVA及以下，电压12KV及以下，不致于因故障而损坏母线的部位。 主要用于非重要用电场所的母线。(4) 不承受热效应和电动力效应的部位，如避雷器的连接线和封线。5母线选择5.1主母线的选择主母线选择的一般原则

14、是满足主进线断路器的额定电流的要求，根据额定电流选择主母线后按照前面的计算进行热效应和电动力效应校核。5.2下引母线的选择下引母线的选择原则是按该开关设备和控制设备的额定电流确定母线的载流量，同时校验是否满足系统的额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流的要求。开关设备和控制设备的额定电流是该设备中所有一次设备中额定电流最小者，通常为电流互感器的额定电流。 5.3几点注意(1) 根据GB3906-1991 规定，开关设备和控制设备中母线的载流量最小应比额定电流有 10%的裕度。(2) 一般情况下，考虑到散热和为以后增加负载容量，设计图纸中主母线选择一般大一些， 此时应严格按照图纸制造，不可随意减小母

15、线规格。(3) 同等截面积尽量选择母线宽度比较大的型号，如能选择TMY80 6的不选择TMY60 8 的，主要是利于散热。(4) 当开关设备和控制设备的运行环境温度比规定温度略高时，要充分考虑母线的载流量 裕量是否充足。GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合中规定：高于40 C时额定绝缘电压应乘以温度校正系数Kt=1+0.0033(T-40);一般:环境温度每增加3 C，试验电压提高3%。环境温度每增加 1 C，额定电流应减少1.8%。(5) 两段母线之间的联络母线是主母线的一部分，同样隔离手车上的母线也应视为主母线 的一部分。(6) 下引母线规格的选择应与其相连接的一次设备(元件

16、)匹配。如按照额定电流应该选择TMY6V 6,但该成套设备中隔离开关的接线板宽度为80,安装孔距为 40X40;则应选择TMY8V 6,确保可以和隔离开关相连接。(7) 只有当电气间隙满足不了国家标准要求时，才可在保证截面不变的情况下减小母线宽 度，如将原选择的 TMY80 6改选为TMY60 8。(8) 尽量避免两根母线之间没有空气间隙并在一起，如 KYN28 12/2500-40开关柜中，一些开关厂采用 2TMY100 10,但在触头盒内部与静触头连接处，两根下引母线是无间隙 的并在一起，延出触头盒后再分开一个母线厚度。其实这是一个瓶颈， 此处的下引母线的额定电流应大致计算为 TMY100

17、 20的载流量，要比2TMY100 10小。结构设计中应避免这 种形式。(9) 当主母线额定电流大于5000A时，使用常规的矩形母线已经不能满足要求。这时应考虑采用异型如U型。型母线，其一，降低母线成本；其二，保证母线可靠的力效应。同时要考虑与选用母线相匹配的一次元件如母线护套、穿墙套管的选择和考虑与下引母线的连 接。(10 )额定电流在1500A及以上的母线通过套管或母线护套等穿越金属隔板时，周围不应形成闭合磁路。这是由于电流可以在导磁材料产生涡流和磁滞损耗而产生热量。一般情况下，应在所穿越的金属隔板上开切断磁路的防涡流缺口；当额定电流大于1500A时应考虑采用不导磁材料如无磁不锈钢板或者硬

18、铝板。由于硬铝板的机械强度差，多数情况建议采用无磁不锈钢板。6母线的绝缘在开关设备和控制设备中，为实现设备的全绝缘、全工况，减少外部短路事故和防止触电以及防止由于凝露污秽引起的爬电等事故一般在母线外部采用绝缘材料将母线裸露部分包缚。其方法主要有套装绝缘热收缩管(或空气收缩管)和母线硫化，低压母线主要以套装绝缘 PVC管为主。母线绝缘材料是一种一旦遭到破坏便不可恢复的绝缘介质，即使偶然发生的过电压事件也有可能造成永久损坏。母线绝缘材料在长期的使用中，会遇到各种各样情况，如放电事故等，而绝缘材料本身由于长期积累的各种因素，如热应力、温度，机械冲击等应力，又会加速它的老化过程。对于绝缘材料来讲，由于

19、品种的多样性，其衡量绝缘材料的特性指标虽多，但 不统一。这就为绝缘材料的选择和使用带来一定难度，这也就是目前从国际上对绝缘材料的其它特性，如热应力、机械特性、局部放电等指标暂不予以考虑的原因。在结构设计中不能单纯以母线绝缘来保证出厂工频耐压试验。因为目前还没有可靠的绝缘材料通过抗老化试验，运行状态并不是想象中的平稳状态，绝缘材料老化和失效将使设备处于绝缘不良的危险状态。根据蒙托辛格氏(Montsinger )法则T=Ae-mt ,式中：T-绝缘材料寿命(周)A、m-由绝缘材料决定的系数，对 A级绝缘材料， A=372 X104 , m=0.368;t-工作温度(C° )绝缘材料的理论寿命将随温升每变化刀t=10C° ,其寿命减到原来的一半。7母线的支撑与固定(1) 母线的支撑要充分考虑其抗弯强度是否满足所配置的系统的力效应要求。(2) 母线的固定一般采用金具固定，不直接在母线上打孔采用螺栓固定。(3) 固定母线用的绝缘子，在承受较大的电动力时(如系统额定峰值耐受电流40kA以上时)要校验绝缘子的抗弯强度是否满足结构设计的要求。绝缘子的力效应校验可按照下式：Fjs < 0.6FphFjs=1.76KLich2 X0-2/a式中：Fjs 作用于绝缘子上的应力，kg;Fph 一绝缘子的抗弯强度，可查相关样本；L 一