我們偶爾會(huì)收到關(guān)于如何為開關(guān)設(shè)備中的各種連續(xù)額定電流選擇母排尺寸的問題。答案是我們以溫升為基本標(biāo)準(zhǔn)。所有關(guān)于開關(guān)設(shè)備和電機(jī)控制的 ANSI、IEEE 和 NEMA 標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)設(shè)備各部分的最高工作溫度提出了要求。
對(duì)于母線，一般要求溫升不超過 65/75度，盡管這可能因設(shè)備類別而異。這些要求旨在防止支撐和封閉母排的絕緣件過熱，因?yàn)檫^高的溫度會(huì)縮短絕緣件的壽命。
許多因素會(huì)影響母線的溫升。其中一些主要是：
這些因素和其他因素的復(fù)雜相互作用使得計(jì)算溫升幾乎不可能，并導(dǎo)致所有適用標(biāo)準(zhǔn)都要求進(jìn)行連續(xù)電流測(cè)試以確定母線設(shè)計(jì)的溫升。
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規(guī)范有時(shí)會(huì)要求根據(jù)電流密度確定母線大小，銅母線最喜歡的要求是每平方英寸 1000 A即每平方毫米1.55A。這可能是為神話中的“自由空氣中的單導(dǎo)體”選擇母線尺寸的好方法，但它不是在實(shí)際設(shè)備中設(shè)計(jì)總線工作的令人滿意的方法。
考慮以下圖表，基于我們金屬封閉開關(guān)設(shè)備中使用的母線尺寸：
IEEE標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)柜額定電流標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)規(guī)格，即1200/2000/3000A。
1200A 采用一根6*100銅排，電流密度2A/平方毫米，國(guó)內(nèi)一般1250A采用一根10*80銅排，電流密度1.56A/平方毫米。采用薄銅排，更有利于減少集膚效應(yīng)影響，材料利用率高，散熱面積大，6*100mm用于1200A非常合理，同時(shí)IEEE標(biāo)準(zhǔn)要求開關(guān)柜柜寬914mm，相間距254mm，開關(guān)柜內(nèi)部空間大，內(nèi)部銅排必須采用環(huán)氧樹脂硫化處理，也有利于散熱，降低溫升。
對(duì)于2000A，采用一根12.5*150mm銅排，電流密度1.06A/平方毫米，可以看出電流越大，對(duì)于銅排受到集膚效應(yīng)鄰近影響越大，國(guó)內(nèi)一般2000A采用2根10*80mm，電流密度1.25A/平方毫米，采用兩根銅排，可以有效降低集膚效應(yīng)影響，散熱面積大，更經(jīng)濟(jì)。
對(duì)于3000A，采用兩根12.5*150mm銅排，電流密度0.8A/平方毫米，銅排受到集膚效應(yīng)鄰近影響非常大，同時(shí)渦流等影響，以及溫度越高，交流電阻越大，進(jìn)而進(jìn)一步增加發(fā)熱。
國(guó)內(nèi)一般3150A采用3根10*100mm，電流密度1.05A/平方毫米，采用3根銅排，降低集膚鄰近及渦流效應(yīng)的影響，散熱面積大，但實(shí)際上，中置式開關(guān)柜自然風(fēng)冷情況下通過3150 A的溫升也是十分困難，對(duì)于銅排在良好通風(fēng)情況下，3根10*100甚至2根10*120mm的銅排也是可以通過試驗(yàn)的，而最為困難的是觸頭部分的溫升，在狹小觸頭盒內(nèi)部，熱量累積無法通過對(duì)流、輻射散出去，最好的辦法是通過上、下分支母線向外部傳導(dǎo)，把熱量由觸頭盒內(nèi)部溫度高處傳導(dǎo)到母線室溫度低處，兩側(cè)的溫度差決定了傳導(dǎo)的效率，因此采用大規(guī)格的銅排就是起到這一作用，減少銅排自身電阻、減少發(fā)熱，將觸頭盒內(nèi)部熱量盡量高效帶出是關(guān)鍵。
不同于3150A自然通風(fēng)銅排作用是熱傳導(dǎo)，4000A強(qiáng)迫風(fēng)冷則不需要多銅排，風(fēng)冷需要構(gòu)成風(fēng)道通過風(fēng)機(jī)將熱量從觸頭盒內(nèi)部對(duì)流出去，這是適量銅排不要把觸頭盒孔銅排孔堵住是關(guān)鍵，采用2根10*120的銅排是非常好的選擇。
來源：會(huì)說電氣
