中壓開關柜的母線設計,母線是開關柜內部連接一次主回路的導體,承載著所有出線負載的電流。對于中壓12kV開關柜,首先銅排根據(jù)相間距、柜寬選擇合適的規(guī)格,如1250A,210mm相間距800mm寬開關柜,選擇80*10mm銅排是標準選擇,而如果是150mm相間距650mm寬開關柜,母線則可以選擇2-40*10mm,或者2-50*8mm銅排即保證載流量,又擴大了相間空氣凈距。
同樣對于2000A,210mm相間距采用2根0的增加,銅排載流密度會顯著降低,1250/800=1.56A/mm2、2000/1600=1.25A/mm2、2500/2000=1.25A/mm2,顯然,這里面2500A采用2根100*10的銅排截面積是不夠的,由于空氣絕緣開關柜的銅排載流量與自身發(fā)熱和通風情況緊密相關,因此相同柜體設計情況下就需要增加2500A銅排截面積,否則就需要采取風冷措施。
空間條件以及安裝允許,可以使用多根銅排,如采用4 根60*15的銅排,可以實現(xiàn)4000A的載流量。
一般來說,常規(guī)IP4x防護等級2000A開關柜采用2根80*10mm是可以通過溫升試驗,特殊情況是高防護等級如IP44,IPx4是需要滿足垂直方向180度噴水,還要考慮內部電弧故障噴射,這時柜體很難達到IP4x下的通風效率,就必須考慮增加銅排截面積以減少發(fā)熱,對于斷路器觸頭等高發(fā)熱地方熱量無法散發(fā)就需要采用風冷措施
多片銅排之間需要有間隙,用于集膚效應,留有間隙可以減少集膚效應影響,減少自身發(fā)熱,還可以提高散熱面積,增大散溫能力。
母線需要考慮支撐以保證安裝固定,以承受短路峰值耐受電流產生的巨大電動力,母線的支撐除了觸頭盒、互感器等功能元件的固定,在特別長、或者懸空段、或者需要外部連接的點,就需要安裝絕緣子支撐,根據(jù)計算,耐受電流80kA峰值相間距300mm銅排支撐間距最小1.5米,也就是說主母線可以通過分支母線支撐,主母線自身無需支撐,這樣可以減少現(xiàn)場拼柜安裝工作量。
一般的母線穿墻套管采用硅橡膠墊作為柜間隔離。橡膠墊不作為支撐,環(huán)氧澆鑄套管與銅排之間間隙不大可以作為支撐,以抵抗電動力造成變形移位。特別是D型、圓管形母線,自身形狀系數(shù)大,抗彎能力高,母線與固定在柜體側板上的穿墻套管間隙很小,作為母線支撐,使得主母線和分支母線都無需絕緣子支撐固定。
國外很多客戶,不要求開關柜母線室之間隔斷,或者采用絕緣板分隔,這種設計主母線就等于沒有支撐,因此必須設計絕緣子支撐主母線。
傳統(tǒng)設計要求母線連接點和支撐點不能在同一個位置,如不能用固定在絕緣子的螺栓同時作為兩個母線的連接緊固螺栓,這是因為支撐絕緣子可以破壞,導致連接破壞,另外由于絕緣件嵌件扭矩可能達不到母線連接壓力所需要的扭矩。
隨著絕緣件制造水平提高,這個要求也不是絕對的,如典型的中置式斷路器觸頭盒靜觸頭、分支母線連接同時固定在觸頭盒上,這就是和上述要求不相符的。當然,條件允許的情況下,還是建議分開,如上圖主母線、分支母線連接和主母線絕緣子支撐不在同一個位置,保證連接功能,支撐固定功能互不受影響。
來源:會說電氣