關(guān)于母線接頭的搭接面積以及電流密度問題,一些用戶要求母線接頭完全搭接,但該設計標準可能與母線系統(tǒng)由此產(chǎn)生的溫升沒有任何關(guān)系。
國家標準GB50149-2010電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規(guī)范,是由住建部批準實施的,標準是為了保證硬母線、軟母線、金屬封閉母線、氣體絕緣金屬封閉母線、絕緣子、金具、穿墻套管等母線裝置的安裝質(zhì)量,促進安裝技術(shù)進步,確保設備安全運行而制定的。
對于GB50149-2010標準
首先它是施工及驗收標準,開關(guān)設備內(nèi)部的母線搭接、連接等不受此標準約束;
其次,標準規(guī)定母線搭接應符合表3.2.2規(guī)定,當母線與設備接線端子連接時,應符合現(xiàn)行國家標準GB/T5273《變壓器、高壓電器和套管的接線端子》的有關(guān)規(guī)定。
最新版GB/T5273-2016(替代GB/T5273-1985),基于IEC62271-301:2009。在形式與尺寸中已經(jīng)取消了端子的外形尺寸,刪除了附錄A按額定電流選用接線端子尺寸的推薦值及其連接方法和附錄B接線端子電氣連接時的力矩推薦值。意味著母線搭接無需滿搭接,即無需滿足搭接長度需要和寬度一致的要求,制造廠可以根據(jù)產(chǎn)品設計決定母線搭接長度及螺栓數(shù)量、自行決定螺栓的擰緊力矩。更加科學。
其三,標準GB/T5273-2016是推薦標準,制造廠可以不采用, 標準定義四孔、六孔等板的不同螺栓規(guī)格及所需要的間距,保證了螺栓連接的有效性,具有科學依據(jù),但對于定義了具體螺栓規(guī)格,則不是十分科學,過大的螺栓并不一定帶來好的搭接效果。
科學理論以及數(shù)十萬臺開關(guān)柜的運行驗證
母線接頭中的大部分實際電流傳輸發(fā)生在螺栓頭下方和螺母下方使用的壓力墊圈限定的區(qū)域下方,在由墊圈限定的區(qū)域外的接頭區(qū)域承載很少的電流。
它們對接頭的溫升也沒有顯著影響。因此,增加母線連接接頭的面積本身對降低母線系統(tǒng)的溫升作用不大。
我們還可以嘗試通過添加更多螺栓來提高母線接頭的性能(換句話說,降低其溫升)。然而,與電氣工程的許多其他方面一樣,“收益遞減規(guī)律”適用。通常,母線接頭由單排螺栓(一個、兩個或三個螺栓,取決于母線寬度尺寸)構(gòu)成,位于母線的整個寬度上。如果我們再加上第二排螺栓,我們發(fā)現(xiàn)第二排對接頭溫升的影響很小。其原因是大部分電流傳輸發(fā)生在最靠近母線末端的螺栓排中。
接頭中的電流密度不一定與接頭的溫升性能相關(guān)。更重要的是將螺栓的夾緊壓力分布在盡可能寬的母線接頭區(qū)域上的方式。
出于這些原因,只要有可能,我們將母線接頭設計為在母線的寬度上有一排螺栓,螺栓的數(shù)量由母線的寬度和接頭的配置決定。母線接頭配置通過了連續(xù)電流測試,以驗證母線系統(tǒng)在標準的65°C溫升限制范圍內(nèi)安全運行。他們也通過了短路測試,包括短時耐受電流和瞬時耐受電流測試,以驗證設計能夠承受與短路任務相關(guān)的熱應力和機械應力。
溫升試驗證明搭接上述搭接面積溫升滿足標準要求,可以承受短路峰值耐受電流等應力,銅排用量少,螺栓數(shù)量少,搭接有效,材料人工都是最經(jīng)濟的。如大電流低壓柜,采用全搭接,大規(guī)格螺栓,安裝十分困難,母排對中,螺栓插入等非常艱難,還經(jīng)常出現(xiàn)由于螺栓卡死,即使緊固力矩符合要求,仍然沒有接觸好,接觸電阻很大,造成安全隱患。
作者:孤舟翁
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