开关柜中压母排排列的改进研究

张巧革+王迎春

接要：母排连接是变电站开关柜和主变压器之间的主要的连接方式之一，本文通过对母排振动的计算和分析，找到了母排振动的原因，提出母排空间正三角形排列，是解决母排振动的主要手段。

关键词：母排连接；振动；正三角形

1引言

在变电所中，连接高压变压器和中压开关柜，一般为母排。由于其性能稳定，散热好，颇受开关柜厂家青睐。随着工业的发展，变压器的容量越来越大，产生的电流也越来越大，随之母排所受的电场力也越来越大。在变电所巡检时，经常会发现开关柜的振动声很大，这是因为母排因受电场力而剧烈振动，使得开关柜母排的螺丝松动，严重时会造成短路，烧毁设备。因此对开关柜母排振动原因进行研究并找到避免其振动的方法非常重要。

2常见的中压母排简介

常见的中压母排型号及截流量如表1所示。

表1. 常见母排型号及截流量

3母排排列方式及其改进研究

3.1高压开关柜母排的连接方式

母排用于连接开关、变压器及开关出线。用于固定母排的是金属螺栓，根据负载的不同，母排可以横放，也可以竖放，无论是横放还是竖放，其三根母排均在一条直线上。

3.2 電场力的计算

将开关柜内的三根母排抽象成3个点电荷，如图1所示。分别计算3个点电荷所受到的电场力。

图1 3个点电荷受力图

对于A母排所受的电场力Fa=Fc-Fb=KQa*Qc/2R- KQa*Qb/R（Qa、Qb、Qc均为电荷量，R为两个电荷之间的距离）。

同理B母排所受的电场力Fb=Fa-Fc=KQa*Qb/R- KQc*Qb/R。

同理c母排所受的电场力Fc=Fa-Fc=KQa*Qc/2R- KQc*Qb/R。

三相电压Ua+Ub+Uc=0，因此Qa=Qb=Qc。

即：Fa，Fc不为0 Fb=0。

3.3 振动的形成

由以上分析可知，只有一根母排所受到的电场力为0，而另外两根所受到的电场力不为0。在电场力不均的情况下，母排就开始振动，随着电流的增大，振动随之增强，就会使以前固定的螺丝松动，进而造成母排之间的绝缘距离减小，甚到引起短路，损坏铜母排。

3.4 解决方案

受力不均，是引起铜母排振动的原因，因此在一个条直线上布置母排在电气原理上是有问题的。只有使母排之间的距离相等，即母排之间排列及安装形成空间正三角形，才能使三相铜母排之间所受到的电场合力为零。从而减少或避免母排振动，减少噪声。

4 结论

母排的正三角形排列，是解决母排振动的主要手段，因为只有在正三角形的排列下，三相电产生的电场力才会为0，才能减少母排振动，从而减少由于振动产生的热量，保证母排供电的稳定性。