(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℃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℃,试验电压提高3%。环境温度每增加1℃,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)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。
(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TMY100×20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O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 ×104,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⊿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≤0.6Fph
Fjs=1.76KLich2×10-2/a
式中:Fjs —作用于绝缘子上的应力,kg;
Fph—绝缘子的抗弯强度,可查相关样本; L—绝缘子间跨距(母线支撑间距)(cm); a—相间距离(cm);
ich——额定峰值耐受电流(KA)
(4)母线夹板和固定金具应同样可以承受由于额定峰值耐受电流而引起的作用力。 (5)母线的固定金具或其它支持金具不应成闭合磁路。 (6)当母线平置时,母线支持夹板的上部压板应与母线保持1—1.5mm的间隙,当母线立置时,上部压板应与母线保持1.5—2mm的间隙。
(7)多片矩形母线间,应保持不小于母线厚度的间隙。
(8)600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板(紧固件除外)应采用非磁性材料,其与母线之间应有金属相连,接触应稳固,金属夹板厚度不应小于3mm,当母线为两片及以上时,母线本身间应予固定。
(9)母线固定金具与支柱绝缘子间的固定应平整牢固,不应使其所支持的母线受到额外应力。 结束语
以上介绍了中压开关设备和控制设备中与母线有关的几个问题,在结构设计和生产制造中要充分考虑到普遍性与特殊性的关系,做到既满足相关标准的规定又考虑到经济性和实用性以
及发展性,母线系统的合理与否将直接影响到供电系统的运行,应该在使用、设计和制造这三者之间引起足够的重视。