中壓開關設備母線設計

衛國鵬，沈建位，楊志忠，李建軍

（浙江開關廠有限公司，浙江 衢州 324000）

1 引言

在開關設備中，用來連接各種電氣設備、匯集、分配和傳送電能的導體，稱為母線，也稱母排或載流排。開關設備中的母線分為兩個部分:一是連通各柜的水平母線，稱為主母線；二是各柜內部垂直方向上連接各電器元件的母線，稱為分支母線。母線故障是電氣設備故障中最嚴重的故障之一，母線設計的合理性與否將直接關系到整個主回路供電系統的可靠性，在開關設備產品設計過程中顯得極為關鍵。本文對中壓開關設備中母線在工程設計進行介紹。

2 母線的類型

母線形狀不同可分為矩形母線、槽形母線、菱形母線、管形母線等。單片矩形母線具有散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優點，一般適用于2000A及以下開關設備中。多片矩形母線集膚效應系數比單片導體大，所以附加損耗大，適用于電流在4000A及以下的開關設備中。槽形母線機械強度好，載流量較大，集膚效應系數也較小，一般用于4000～8000A的開關設備中。管形母線集膚效應系數小，機械強度高，管內還可以通風和通水冷卻，因此可用于8000A以上的大電流母線。在3.6～40.5kV開關設備中一般選用矩形母線，在40.5kV以上的開關設備中，為防止電暈，一般都采用管形母線。槽形和菱形母線均使用在大電流的母線橋及對熱、穩定要求較高的配電場合。

按材質分，中壓開關設備中主要有銅母線、鋁母線，其中銅母線由于載流量大，抗腐蝕性能和力效應好，應用最廣泛。鋁母線存在銅鋁連接以及氧化腐蝕等問題，在工程應用中不多，但在小電流、非沿海和非石化系統也有應用。

2.1 主母線的選擇

主母線規格的選擇必須滿足母線額定電流的要求，在用戶提供的一次接線圖中，一般直接給出主母線規格，有時給出了母線所要滿足的額定電流。在工程設計中，要認真復核母線規格與額定電流值。主母線選擇的一般原則是滿足主進線斷路器的額定電流的要求，根據額定電流選擇主母線后計算進行熱效應和電動力效應校核。

2.2 分支母線的選擇

分支母線在用戶提供的一次接線圖中一般不體現，選擇原則是按該開關設備額定電流確定母線的載流量，同時校驗是否滿足系統的額定短時耐受電流和額定峰值耐受電流的要求。開關設備的額定電流是該設備中所有一次設備中額定電流最小者，通常為電流互感器的額定電流。進線柜、進線計量柜、聯絡柜、隔離柜一般情況下按照主母線規格選取，PT柜及所用變分支母可選用TMY40×4。分支母線的選擇開關設備廠家都有相關的工藝文件規定。

2.3 事項注意

（1）根據DL/T404－1997規定，開關設備的主回路、各單元以及各組件之間連接導體的截面，應比額定電流有10%的裕度。

（2）同等截面積盡量選擇母線寬度比較大的型號，如能選擇TMY80×6的不選擇TMY60×8的，主要是利于散熱。

（3）分支母線規格的選擇應與其相連接的一次設元件匹配。如按照額定電流應該選擇TMY60×6，但該成套設備中隔離開關的接線板寬度為80，安裝孔距為40×40；則應選擇TMY80×6，確保可以和隔離開關相連接。

3 母線的表面處理

母線加工完成后要進行刷漆著色，一是為了辨別相序，還有一個功能是增加輻射能力，有利散熱，母線刷涂絕緣漆后，其容許負載電流可提高12% ～15%。根據國家電網公司《預防交流高壓開關事故措施》的規定，高壓開關柜內母線及各支引線宜采用可靠的絕緣材料包封，防止小動物或異物造成母線短路。在工程設計中，一般在母線外部采用絕緣材料將母線裸露部分包縛，其方法主要有套裝絕緣熱收縮套管和母線硫化。絕緣熱收縮管主要有PVC、MPG兩種材料，MPG柔軟性阻燃性熱收縮管質地柔軟易套裝，加熱后收縮性好，基本無開裂現象，較PVC熱縮材料有較好的阻燃效果。母線硫化的工藝是將硫化粉末噴涂到母線表面，通過加熱措施牢固的附著到母線的表面，每次附著到母線表面的硫化粉末是很薄的一層，通過同樣的工藝重復，在母線表面就產生一層較厚的絕緣層，起到增加母線絕緣性能的效果。母線硫化的質量穩定性不夠，成本較高，限制了其廣泛使用。

4 母線的布置與排列

4.1 母線的布置

（1）水平布置:三相母線固定在同一高度，有豎放式和平放式兩種布置。豎放式水平布置優點是散熱條件好，母線的額定允許電流較其他放置方式大，但機械強度不是很好。平放式水平布置載流量不大，但機械強度較高。

（2）垂直布置:三相母線分層安裝，散熱性強，機械強度和絕緣能力較高，但對開關設備母線室高度有所增高。

4.2 母線的相序排列要求

一般情況下，開關設備中母線排列和排序按規定執行:A、B、C；上、中、下；遠、中、近；左、中、右。但是，在一些特殊的開關設備中，可以按實際需要進行，如母聯柜中聯絡空間較小時；母線橋架、變壓器相連的母線等。另外在設計出口工程項目時要按當地標準要求。

5 結束語

母線設計是否合理將直接影響到電力系統運行的安全，產品的設計、生產、使用各個環節都應該重視。開關設備中母線設計涉及的方面很多，在工程設計中做到要滿足相關標準的規定又考慮到經濟性和實用性。