中压开关设备母线设计

2013-08-15卫国鹏沈建位杨志忠李建军

电气开关 2013年2期

卫国鹏，沈建位，杨志忠，李建军

（浙江开关厂有限公司，浙江衢州 324000）

1 引言

在开关设备中，用来连接各种电气设备、汇集、分配和传送电能的导体，称为母线，也称母排或载流排。开关设备中的母线分为两个部分:一是连通各柜的水平母线，称为主母线；二是各柜内部垂直方向上连接各电器元件的母线，称为分支母线。母线故障是电气设备故障中最严重的故障之一，母线设计的合理性与否将直接关系到整个主回路供电系统的可靠性，在开关设备产品设计过程中显得极为关键。本文对中压开关设备中母线在工程设计进行介绍。

2 母线的类型

母线形状不同可分为矩形母线、槽形母线、菱形母线、管形母线等。单片矩形母线具有散热条件好、安装简单、连接方便等优点，一般适用于2000A及以下开关设备中。多片矩形母线集肤效应系数比单片导体大，所以附加损耗大，适用于电流在4000A及以下的开关设备中。槽形母线机械强度好，载流量较大，集肤效应系数也较小，一般用于4000～8000A的开关设备中。管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内还可以通风和通水冷却，因此可用于8000A以上的大电流母线。在3.6～40.5kV开关设备中一般选用矩形母线，在40.5kV以上的开关设备中，为防止电晕，一般都采用管形母线。槽形和菱形母线均使用在大电流的母线桥及对热、稳定要求较高的配电场合。

按材质分，中压开关设备中主要有铜母线、铝母线，其中铜母线由于载流量大，抗腐蚀性能和力效应好，应用最广泛。铝母线存在铜铝连接以及氧化腐蚀等问题，在工程应用中不多，但在小电流、非沿海和非石化系统也有应用。

2.1 主母线的选择

主母线规格的选择必须满足母线额定电流的要求，在用户提供的一次接线图中，一般直接给出主母线规格，有时给出了母线所要满足的额定电流。在工程设计中，要认真复核母线规格与额定电流值。主母线选择的一般原则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计算进行热效应和电动力效应校核。

2.2 分支母线的选择

分支母线在用户提供的一次接线图中一般不体现，选择原则是按该开关设备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。进线柜、进线计量柜、联络柜、隔离柜一般情况下按照主母线规格选取，PT柜及所用变分支母可选用TMY40×4。分支母线的选择开关设备厂家都有相关的工艺文件规定。

2.3 事项注意

（1）根据DL/T404－1997规定，开关设备的主回路、各单元以及各组件之间连接导体的截面，应比额定电流有10%的裕度。

（2）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。

（3）分支母线规格的选择应与其相连接的一次设元件匹配。如按照额定电流应该选择TMY60×6，但该成套设备中隔离开关的接线板宽度为80，安装孔距为40×40；则应选择TMY80×6，确保可以和隔离开关相连接。

3 母线的表面处理

母线加工完成后要进行刷漆着色，一是为了辨别相序，还有一个功能是增加辐射能力，有利散热，母线刷涂绝缘漆后，其容许负载电流可提高12% ～15%。根据国家电网公司《预防交流高压开关事故措施》的规定，高压开关柜内母线及各支引线宜采用可靠的绝缘材料包封，防止小动物或异物造成母线短路。在工程设计中，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套管和母线硫化。绝缘热收缩管主要有PVC、MPG两种材料，MPG柔软性阻燃性热收缩管质地柔软易套装，加热后收缩性好，基本无开裂现象，较PVC热缩材料有较好的阻燃效果。母线硫化的工艺是将硫化粉末喷涂到母线表面，通过加热措施牢固的附着到母线的表面，每次附着到母线表面的硫化粉末是很薄的一层，通过同样的工艺重复，在母线表面就产生一层较厚的绝缘层，起到增加母线绝缘性能的效果。母线硫化的质量稳定性不够，成本较高，限制了其广泛使用。