戶內(nèi)高、低壓成套開關(guān)柜母線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

前言

母線是指在成套開關(guān)柜中用來作為連接柜間以及柜內(nèi)各電氣設(shè)備進(jìn)行匯集、分配和傳送電能的導(dǎo)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。



母線的類型、顏色、布置及其載流量影響因素

2.1 開關(guān)柜用母線按其橫截面分為：矩形、圓形(或雙D形)和槽形母線三種；

當(dāng)母線的橫截面積相同時(shí)，矩形母線的周長要比圓形母線大，其散熱效果好，冷卻條件好。而且，在一定允許溫度下，矩形母線所通過的電流要比圓形母線大，圓形母線的集膚效應(yīng)較強(qiáng)，而矩形母線比較均勻。因此成套開關(guān)柜內(nèi)一般都采用矩形母線。

2.2 開關(guān)柜用母線的顏色和位置：

 (1) 開關(guān)柜母線相序位置與國標(biāo)顏色對照表

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

2.3 柜內(nèi)母線的布置：

(1) 按垂直或水平“一”字形：如GGlA-12F型、GBC-40.5型中的柜頂主母線布置結(jié)構(gòu)；
(2) 按“品”字形或三角形：如KYN28A—12型，KYN61-40.5型中的主母線布置結(jié)構(gòu)。
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(wěn)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承受的最高溫度值)
上表表明：母線經(jīng)過鍍銀或鍍錫處理后其耐高溫性能有所提高。
(3) 母線的材質(zhì)：銅；鋁；鋼。其中銅的導(dǎo)電率最高，相同截面積時(shí)它的載流量最大,而鋼最小，常用于PT回路或避雷器回路中。
(4) 母線的根數(shù)：多根母線并列布置使用時(shí)，其散熱條件比單根要差得多。
例如：LMY100X10的電流試驗(yàn)值：單根載流量是1728A/1(作基準(zhǔn))；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：開啟式開關(guān)柜要比封閉式開關(guān)柜中使用的母線載流量要大，帶空調(diào)的變電所要比沒有帶空調(diào)的要好。
母線的絕緣

3.1 絕緣母線作用 

(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)氣體對母線的直接腐蝕。

3.2 母線絕緣方式

(1) 熱縮護(hù)套：可以提高母線間的絕緣水平，但護(hù)套有絕緣老化的問題，同時(shí)母線的散熱條件也會變差，也增加了生產(chǎn)成本。
(2) 冷縮護(hù)套：操作簡單，無需加熱。但成本高，也有絕緣老化和母線散熱條件變差的問題。
(3) 硫化噴涂：生產(chǎn)工藝過程較為復(fù)雜，當(dāng)出現(xiàn)碰傷后無法補(bǔ)救，母線的連接處不能作噴涂處理。
(4) SF6氣體絕緣：在密封的主母線室和斷路器室中充以0．04Mpa的SF6氣體，可以提高母線間的絕緣性能；主母線在全壽命周期內(nèi)不用檢修和維護(hù)，也不受外界環(huán)境的影響，安全可靠性高。但生產(chǎn)工藝過程較復(fù)雜，是目前柜式C-GIS充氣柜主要的絕緣方式。
(5) 加裝隔板：當(dāng)相間或相對地間凈距達(dá)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(biāo)要求SMC：絕緣隔板與帶電體的最小距離要求是：12kV開關(guān)柜≮30mm。


母線的規(guī)格、聯(lián)接及要求

4.1 母線規(guī)格：

標(biāo)準(zhǔn)書寫格式為：根數(shù)+母線類型代號+窄邊×寬邊(如：2-TMY10×100)；經(jīng)軟化熱處理的銅母線用“TMR”表示，硬銅母線用““TMY”表示，銅敷鋁線用““TML”表示

4.2 聯(lián)接方式

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

4.3 聯(lián)接要求

母線接觸面間的接觸電阻要符合國標(biāo)的要求，而且要穩(wěn)定,因此在制作母線時(shí)要求母線的接觸表面要經(jīng)過壓花、踏平、鍍銀或搪錫等表面處理。當(dāng)母線用金具固定時(shí)，要求金具材料本身而且不能形成閉合的鐵磁回路，應(yīng)采用不導(dǎo)磁材料。


母線設(shè)計(jì)

5.1 相序設(shè)計(jì)

(1) 主變架空進(jìn)、出線柜方案中的母線相序要在技術(shù)要求中明確，要考慮到母線是否需要換相。
(2) 當(dāng)聯(lián)絡(luò)母線空間較小時(shí)，也可能會出現(xiàn)相序的調(diào)整。
(3) 相鄰的兩臺高壓開關(guān)柜用于控制一臺高壓電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)，柜中出線聯(lián)絡(luò)側(cè)母線相序要作調(diào)整。
(4) 在架設(shè)對列母線橋的兩臺開關(guān)柜中，有一臺柜中的主母線需要調(diào)整相序。
(5) 設(shè)計(jì)出口項(xiàng)目時(shí)，要注意出口國的母線相序的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。如印度國高壓三相母線(A、B、c)的顏色標(biāo)準(zhǔn)分別為紅色、黃色和藍(lán)色。
(6) 柜頂三相電壓小母線的位置布置，也要按國標(biāo)要求按“遠(yuǎn)A、中B、近c(diǎn)”設(shè)計(jì)。

5.2 絕緣設(shè)計(jì)

(1) 對于“高海拔地區(qū)”、“主回路需復(fù)合絕緣”、“采用絕緣母線”、“外絕緣按海拔3000米考慮”等之類的要求，柜內(nèi)主、支母線及搭接處均需用絕緣處理。
(2) 對于運(yùn)行環(huán)境條件嚴(yán)酷的地區(qū)(如：濕度和污穢等級高)的開關(guān)柜，柜內(nèi)的主、支母線要求用絕緣處理。
(3) 在40.5kV開關(guān)柜內(nèi)的主、支母線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(nèi)的主、支母線及搭接處均要絕緣處理。


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

5.4 母線作產(chǎn)品附件時(shí)的注意點(diǎn)

(1)“戶外母線”或“母線伸縮節(jié)”數(shù)量和要求。
(2) 柜頂銅棒小母線的數(shù)量和規(guī)格。
(3) 柜體主接地用或二次保護(hù)接地的規(guī)格和數(shù)量。

5.5 母線橋中的母線要采用母線金具固定，當(dāng)母線較長時(shí)(如超過20m時(shí))要用溫度補(bǔ)償裝置等措施來防止母線出現(xiàn)的熱脹冷縮而產(chǎn)生的應(yīng)力。

5.6 附加功能設(shè)計(jì)

(1) 母線橋中的母線或電纜出線柜中的引下母線要求帶“驗(yàn)電和接地”的功能設(shè)計(jì)。如：對母線橋的結(jié)構(gòu)有“母線可掛接地線及驗(yàn)電”要求時(shí)，則可在橋身的下方或在橋墩的后側(cè)開一長方形缺口，并用活動(dòng)蓋板封閉(可配掛鎖)，既可以掛接地線也可以對母線進(jìn)行驗(yàn)電。
(2) 用于手車柜主母線接地用的接地手車。 
(3) 用于手車柜主母線驗(yàn)電用的驗(yàn)電手車。
(4) 當(dāng)柜體后封板或后門要求帶“驗(yàn)電和接地”功能時(shí)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與第(1)條相同。

5.7 結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)

(1) 根據(jù)成套設(shè)備的一次主接線系統(tǒng)圖的要求，母線的載流量應(yīng)與母線根數(shù)(單、雙或叁根等)及其規(guī)格相匹配，并要求做到產(chǎn)品的《投標(biāo)文件》與《招標(biāo)文件》保持一致，簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)應(yīng)明確。
(2) 注意高、低壓柜中的主母線、旁路母線、雙母線系統(tǒng)或低壓柜中的中性線長度計(jì)算的準(zhǔn)確性。
(3) 產(chǎn)品KYN61-40.5型中的主母線可以采用圓管形母線，要求母線圖紙尺寸要準(zhǔn)確。
(4) 低壓抽屜柜電纜出線柜中的垂直母線的額定電流最大值為“1200A”，要注意《投標(biāo)文件》及圖紙對柜內(nèi)垂直母線額定電流的要求。
(5) 用戶提供的一次主接線圖上的主母線規(guī)格，有時(shí)考慮的電流裕度較大，不能任意減小母線的規(guī)格。
(6) 低壓柜中的主母線室與小母線室需要用隔板隔開，減小隔室間的相互干擾，提高產(chǎn)品的可靠性。

5.8 母線的搭接設(shè)計(jì)

(1) 母線橋中的母線跨度固定位置尺寸設(shè)計(jì)要符合國標(biāo)的要求：一般每800mm長上要設(shè)計(jì)一個(gè)固定點(diǎn)。
(2) 在改造工程中要考慮到新、舊柜體主母線到現(xiàn)場拼接的工作量，同時(shí)還要確定舊柜體主母線的規(guī)格；當(dāng)新舊柜體中的主母線由于柜體結(jié)構(gòu)的原因而無法直接拼接時(shí)，也可以考慮采用母線過渡柜或母線橋的辦法實(shí)現(xiàn)母線的對接。
(3) 特別注意旁路母線橋和雙母線柜中的母線橋的搭接結(jié)構(gòu)、布置設(shè)計(jì)的合理性。
(4) 注意低壓架空進(jìn)、出線母線橋的搭接方式(如：上進(jìn)出、后進(jìn)出、側(cè)進(jìn)出三種類型)的設(shè)計(jì)。
(5) 根據(jù)用戶的要求，為了提高主母線運(yùn)行的可靠性，對于主母線室相通的產(chǎn)品(如XGN2—12型，JYN2一12型等)，要注意增加主母線的隔板和穿墻套管。
(6) 對于低壓電流互感器(如：BH-O.66)內(nèi)徑規(guī)格，有時(shí)不能穿過規(guī)定的引下母線(如：’TMYl00X10)，在技術(shù)要求中加注所穿過母線規(guī)格，特別是在進(jìn)線柜、母聯(lián)柜和電容器柜方案中多見。
(7) 在設(shè)計(jì)主回路母線時(shí)要注意：三相主母線(穿墻式隔離開關(guān))在穿過柜體隔板時(shí)要考慮到電流通過時(shí)的渦流感應(yīng)。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)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(dāng)柜寬為800 mm時(shí)，設(shè)計(jì)母線出線位置時(shí)，注意要留出接一次出線電纜的空間，在審核一次系統(tǒng)圖或在技術(shù)交底時(shí)要注意各出線回路主電纜的規(guī)格。
(9) 根據(jù)柜體的寬度或深度尺寸、母線的規(guī)格和母線的絕緣要求，要正確選用母線穿墻套管或母線夾的規(guī)格和開孔尺寸。"
(10) 柜內(nèi)主、支母線都為銅母線而穿墻套管中的導(dǎo)體為鋁時(shí)，則應(yīng)明確：“母線塔接處耍搪錫處理”。 
(11) 手車柜觸頭盒設(shè)計(jì)時(shí)(特別是在大電流柜設(shè)計(jì))要注意：柜中的引下母線規(guī)格要與觸頭盒規(guī)格相匹配．靜觸頭的高度也要與引下母線規(guī)格相匹配。
(12) 在柜體主接地回路設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)國標(biāo)GB3906的要求：接地母線以及與之相連接的導(dǎo)體截面應(yīng)按照能通過銘牌上“額定短路開斷電流”的87%來考慮。
(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的聯(lián)接，要注意：變壓器整柜的主母線位置尺寸應(yīng)與環(huán)網(wǎng)柜和低壓柜相匹配。

5.9 其它要求

(1) 在柜內(nèi)一次母線配置時(shí)要注意主、支母線“鍍鎳”的要求(如：藥廠項(xiàng)目)。母線的制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。
(2) 在柜體出線方案中，當(dāng)柜體放置在樓板上，主變壓器在一樓時(shí)，出線側(cè)的引下母線要用穿墻套管而不用電纜連接，柜體出線方案要明確是電纜出線還是母排出線。

開關(guān)柜內(nèi)各相導(dǎo)體（母線）的相間與相對地凈距的要求

開關(guān)柜內(nèi)各相導(dǎo)體（母線）的相間與相對地凈距的要求（為海拔高度≤1000米的值
注：單純以空氣作為絕緣介質(zhì)的開關(guān)柜，柜內(nèi)各相導(dǎo)體的相間與對地凈距必須符合上表的距離要求。


結(jié)論

母線在開關(guān)柜中發(fā)生故障機(jī)會較少，但是，一旦發(fā)生了母線故障，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(yán)重，將會造成大面積的停電以及破壞供電系統(tǒng)的的穩(wěn)定性，母線的故障是電氣設(shè)備中最嚴(yán)重的故障之一。

母線設(shè)計(jì)的合理性與否將直接關(guān)系到整個(gè)主回路供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在成套開關(guān)柜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中要引起足夠的重視。

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