新型节能母线槽培训材料

1、新新 型型 节节 能能 母母 线线 槽槽 培培 训训 材材 料料第一章 电工基础知识第二章 母线槽的参数第三章 母线槽的结构第四章 母线槽的功能单元第五章 母线槽的分类与选用第六章 母线槽与电缆的比较第七章 联合设计母线槽的特点第八章 母线槽工程设计第九章 母线槽的认证第一章 电工基础知识一、电流一、电流 额定电流额定电流InIn：是指在规定的周围环境温度下(35 ），导体长期允许通过的电流，它应不小于该回路的最大持续工作电流。在通过此电流时，装置内各部件的温升不超过所规定的限值。 短路电流：短路电流：由于故障或错误连接造成的短路而导致的过电流。 额定短时耐受电流额定短时耐受电流IcwIcw：

2、在规定的试验条件下能安全承载的短时（1 s）耐受电流方均根值（表明承受热效应的强度，或称热稳定电流）。 额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流IpkIpk：在规定的试验条件下，此电路能够圆满地承受的峰值电流（表明承受电动力的强度，或称动稳定电流）。二、电压二、电压 额定工作电压额定工作电压UeUe：电网的额定电压。 额定绝缘电压额定绝缘电压UiUi：介电试验电压和爬电距离都参照此值确定，最高工作电压不允许超过其额定绝缘电压，成套设备任一电路的工作电压，即使是暂时的，也不得超过其额定绝缘电压的110%。 工频耐受电压：工频耐受电压：在规定的试验条件下，不会引起击穿的工频正弦电压的方均根值。 额定冲击耐

3、受电压额定冲击耐受电压UimpUimp：在规定的试验条件下，成套设备的电路能够承受的规定波形和极性的脉冲电压峰值，电气间隙值参照此电压值确定，它应等于或高于成套设备所在系统中出现的瞬态过电压规定值。三、阻抗三、阻抗 1 1）导体的电阻、电阻率和电阻温度系数）导体的电阻、电阻率和电阻温度系数 导体的直流电阻：导体的直流电阻： Rdc=L/S 电阻率、与导体材料有关 S导体截面积 L导体的长度 导体的交流电阻：导体的交流电阻：在通过交流电流时，由于邻近效应和集肤效应的影响。导体电阻会增大，对大截面母线，其影响不可忽略。 Rf=KJKfRdc， K Kf f：集肤系数，其大小与电流频率，导体形状和尺

4、寸有关。排宽在30-200时，Kf在1.015-1.25之间 ,导体越宽，交流电阻越大。 K KJ J：邻近系数，载流导体受到邻近导体交变磁感应而产生的涡流，与导体之间距离、导体形状有关，一般取1.03。 电阻率和温度有关：电阻率和温度有关： t=0(1+t) t:导体在温度t时电阻率 0：导体在0时的电阻率 ：导体的电阻温度系数：导体的电阻温度系数 几种常见导体材料的电阻率和温度系数几种常见导体材料的电阻率和温度系数导体材料20(2/m) (-1) 铜 0.01777 4.810-3 铝 0.029 4.710-3 银 0.0159 3.810-3 锡 0.114 4.210-3 铁 0.0

5、978 5.010-3 2 2）导体的电抗）导体的电抗 水平排列的矩形母线，当电源频率水平排列的矩形母线，当电源频率f=50Hzf=50Hz时，时， 简化计算公式如下简化计算公式如下 X=0.1445lg(2Dj+h)/ X=0.1445lg(2Dj+h)/（b+2hb+2h）+0.01884/km+0.01884/km 式中：式中：DjDj：几何均距：几何均距 Dj=(D Dj=(DABABD DBCBC D DCACA) )1/31/3 b: b:导体厚度导体厚度 h: h:导体宽度导体宽度 由上式可见，导体的电抗与导体的几何形状和由上式可见，导体的电抗与导体的几何形状和 几何问距有关，几

6、何问距有关， 空气形空气形 Dj Dj大，电抗大，密集型大，电抗大，密集型DjDj小，电抗小。小，电抗小。 由此可见在正常工作状态下，密集型交流电阻大而由此可见在正常工作状态下，密集型交流电阻大而电抗小，空气型交流电阻小，而电抗大。电抗小，空气型交流电阻小，而电抗大。 3 3）导体的阻抗）导体的阻抗 对三相交流电路对三相交流电路 Z=V/31/2I； V=（V12+V23+V31/3； I=（I1+I2+I3）/3； Z=R cos +XSIN 功率因数：cos； 表示电流和电压之 间相位角。 空气型阻抗比密集型大。四、欧姆定律、电压降四、欧姆定律、电压降 1) 1)欧姆定律欧姆定律 直流电路

7、直流电路：U=IR 对三相交流电路对三相交流电路 U U=31/2IZ Z=R cos+sin 2 2）系统的电压降）系统的电压降 U=K31/2 (R cos+sin)IL10-3(V) 其中K:负载分配系数 L:母线长度 （ m） 电源从一端输入：负载集中在母线端部时电源从一端输入：负载集中在母线端部时 K=1 K=1 负载均匀分布在负载均匀分布在N N个分支之间个分支之间 K=0.5 K=0.5电源从两端输入，负载均匀分布在电源从两端输入，负载均匀分布在N N个分支之间个分支之间 K=0.25 K=0.25电源从中间输入，负载集中在两头电源从中间输入，负载集中在两头 K=0.5 K=0.

8、5电源从中间输入，负载均匀分布在两端电源从中间输入，负载均匀分布在两端 K=0.25 K=0.25 母线的长度越长，则压降越大，会使输出电压低压要母线的长度越长，则压降越大，会使输出电压低压要求值。所以，在线路很长时，必须增大导体截面，减求值。所以，在线路很长时，必须增大导体截面，减小电阻，以减小压降，保证输出电压达到规定值小电阻，以减小压降，保证输出电压达到规定值 五、五、 电流密度电流密度 J=I/S即单位截面允许通过的电流 电流密度的选择要从降低能耗和减少投资综合考虑，符合总经济利益的电流密度称为最佳电流密度。 资料上给出的经济电流密度还是1956年水电部颁布的，已不符合目前实际情况，国

9、际上目前不提“经济截面”，而提出“最佳截面”。最佳截面的定义是：不是初期投资最少，而是要使初始投资和整个母线槽经济寿命中的损耗费用之和达到最小。考虑开发商和用户双方利益，考虑降低能耗。 母线槽内导体的电流密度的选取要考虑温升极限，机械强度，电压损失，还要用热稳定要求来校验。 节能降耗是我国的基本国策，电流密度选的越小，截面越大，能耗越小。 在上世纪八、九十年代，母线槽导体都选用在上世纪八、九十年代，母线槽导体都选用T2T2铜，其电流密度一般不超过铜，其电流密度一般不超过2A/mm2A/mm2 2,2500A,2500A以以上更小一些，选上更小一些，选1.7-1.8A/mm1.7-1.8A/mm

10、2 2，比如，比如1000A1000A的的截面选截面选6 6* *85,2000A85,2000A的选的选6 6* *175175。到。到20042004年以后，年以后，由于铜材的大幅涨价，大部分厂家把电流密由于铜材的大幅涨价，大部分厂家把电流密度取在度取在2.2-2.5A/mm2.2-2.5A/mm2 2，1000A1000A的截面取的截面取5 5* *8080；还有个别厂家，无限制的减小截面，电流密还有个别厂家，无限制的减小截面，电流密度取到度取到3A/mm3A/mm2 2以上，比如以上，比如1000A1000A的截面取的截面取6 6* *5050、3 3* *100100，2000A20

11、00A的选的选6 6* *125,3125,3* *220.220.截面减小，截面减小，势必造成温升增高，就算温升满足要求，压势必造成温升增高，就算温升满足要求，压降增大，能耗增大，用户运行成本增高是必降增大，能耗增大，用户运行成本增高是必然的。然的。六、母线、母线槽、封闭母线六、母线、母线槽、封闭母线 1 1） 母线：母线：也称汇流排，是汇集和分配 电流的裸导体，母线分软母线和硬母线，软母线主要用在室外配电装置，硬母线主要用于室内、外配电装置。 电工用铜、铝及其合金母线国家标准GB/T 5585.12-2005 。 铜母线型号TMR ，TMY 铜加银含量不小于99.9% ，R为软母线，Y为硬

12、母线。 铝和铝合金母线型号LMR , LMY ,铝含量不小于99.7%. 母线的材料有铜、铝和铜铝复合排三种。母线的材料有铜、铝和铜铝复合排三种。铜排：电阻率低，机械强度高，铜排：电阻率低，机械强度高， 接触性能好，接触性能好， 价格高价格高铝排：电阻率高铝排：电阻率高( (是铜的是铜的1.621.62倍倍) ) 机械强度机械强度 低，价格低，最大的缺陷是表面易氧化，在低，价格低，最大的缺陷是表面易氧化，在搭接处易出现故障，搭接处易出现故障，铜铝复合排铜铝复合排: : 外层是铜，接触性能和抗氧化性外层是铜，接触性能和抗氧化性能与铜相同，内芯是铝，重量轻，成本低，能与铜相同，内芯是铝，重量轻，成

13、本低，电阻率接近铜，机械强度满足成套电气设备电阻率接近铜，机械强度满足成套电气设备的要求，价格是铜排的一半，是替代铜排的的要求，价格是铜排的一半，是替代铜排的最佳材料。最佳材料。 母线的截面形状有圆形、管形、矩形、槽形。母线的截面形状有圆形、管形、矩形、槽形。圆形：散热面积小，抗弯性能差，无电场集中表现，不易产生电晕。主要圆形：散热面积小，抗弯性能差，无电场集中表现，不易产生电晕。主要用于软母线。用于软母线。管形：比圆形散热好、抗弯、刚性好，用于水冷，封闭母线等。管形：比圆形散热好、抗弯、刚性好，用于水冷，封闭母线等。矩形：散热面积大，集肤效应小，材料利用率高，抗弯强度好，但周围电矩形：散热面

14、积大，集肤效应小，材料利用率高，抗弯强度好，但周围电场，不均匀，易产生电晕。用于场，不均匀，易产生电晕。用于35KV35KV以下硬母线。以下硬母线。槽形：散热面积大，用于大电流时硬母线。槽形：散热面积大，用于大电流时硬母线。2 2）母线槽）母线槽( (母线干线系统母线干线系统) )：(BUSWAY)(BUSWAY) 用金属外壳将导体连同绝缘等封闭起来的组合体。用金属外壳将导体连同绝缘等封闭起来的组合体。 低压母线槽低压母线槽 金属封闭母线金属封闭母线离相封闭的母线：离相封闭的母线：每相具有单独金属外壳且各相外壳间有空隙隔离的金属封闭母线。共箱封闭母线：共箱封闭母线：三相母线导体封闭在同一个金属

15、外壳中的金属封闭母线。 不隔相共箱封闭母线：不隔相共箱封闭母线：各相母线导体间不用隔板隔开的共箱封闭母线。隔相共箱封闭母线：隔相共箱封闭母线：各相母线异体间用隔板隔开的共箱封闭母线。七、载流导体的热效应和电动力效应七、载流导体的热效应和电动力效应 1 1） 电流的热效应电流的热效应 当载流导体通过电流时，有部分电能以不同的损耗形式转化为热能，使载流体温度升高，这就是电流的热效应。 损耗有电阻损耗，磁带和涡流损耗、介质损耗。 2 2）电阻损耗：）电阻损耗：由于载流导体存在电阻，通过电流时，产生电阻损耗，可由焦耳楞次定律来计算其发热量： Q=I2R t = I2KfRdct （J） 式中 I通过的

16、电流 （A） t电流通过的时间 （S） Kf 集肤系数 Rdc直流电阻 （） 3）磁滞和涡流损耗磁滞和涡流损耗 载流导体附近用磁性材料制成的零配件中，当载流导体通过交流电流时会产生磁滞和涡流损耗。 4 4）介质损耗）介质损耗 用绝缘材料制成的零件中，由于电场的作用会产生介质损耗。 相对电阻损耗，磁滞和涡流损耗、介质损耗占的比例非常小，一般情况下可忽略不计。 载流导体发热会使截流导体机械强度下降，接触电阻增加，其上绝缘材料性能降低。 为了安全运行，必须计算载流导体在正常工作情况下的持续发热和故障状态（短路）下短时发热可能达到的最高温度，并和允许温度相比较，以判定载流导体的热稳定性。 5）载流导体

17、的电动力效应）载流导体的电动力效应 载流导体之间有电动力的相互作用，在对称三相系统中，中间相受力最大Fmax=0.1761/ai2cn(N) icn短时冲击电流（A）; a两根导体轴线间的距离（m） 在正常情况下，流过载流导体的电流小，所以其间的作用力不大，而在短路时，由于电流很大，会产生巨大的电动力，这个电动力会使载流导体振动，或变形，绝缘部件损坏，为使电气装置运行安全可靠，必须能承受短路时电动力的作用， 因此必须对载流导体进行短路时电动力稳定性的效验。 母线槽用额定短时耐受电流及相关时间和额定峰值耐受电流分别表明短路时对热效应和电动力效应的耐受强度。八、载流量八、载流量 载流量可以直接反映

18、出载流导体的负荷能力，母线的载流量与母线载流量可以直接反映出载流导体的负荷能力，母线的载流量与母线放置方式、运行条件、环境温度、母线表面是否有涂层等因素都有关放置方式、运行条件、环境温度、母线表面是否有涂层等因素都有关系。所以，在查载流量表时，一定要注意这些条件，换算到同等条件系。所以，在查载流量表时，一定要注意这些条件，换算到同等条件下进行比较。下进行比较。 载流量立放比平放大载流量立放比平放大6%-8%6%-8%，有涂层比无涂层大约，有涂层比无涂层大约5%5%，直流比交流，直流比交流略大。略大。 载流量与导电排的尺寸比例也有关系，排越载流量与导电排的尺寸比例也有关系，排越宽越薄载流量越大，

19、例如宽越薄载流量越大，例如8 8* *6060和和6 6* *8080截面积截面积相同，但相同，但6 6* *8080的载流量比的载流量比8 8* *6060的要大的要大12%12%左右。左右。因薄宽的排散热好而且集肤效应作用强。但因薄宽的排散热好而且集肤效应作用强。但要考虑其强度能不能满足动稳定的要求。尺要考虑其强度能不能满足动稳定的要求。尺寸能不能满足产品结构的要求寸能不能满足产品结构的要求。 铜排和铝排的载流量表在相关资料中可铜排和铝排的载流量表在相关资料中可查出，铜铝复合排的载流量表还没有，我公查出，铜铝复合排的载流量表还没有，我公司在上海电缆研究所已做了全部规格的载流司在上海电缆研究

20、所已做了全部规格的载流量，这个载流量表将在标准附录中列出量，这个载流量表将在标准附录中列出。 载流量给出两种温度，环境温度和测试点的温度，比如环温载流量给出两种温度，环境温度和测试点的温度，比如环温35 35 ，测试点测试点70 70 ， 低压成套电气设备按低压成套电气设备按GB7251.1GB7251.1规定，在环温平均规定，在环温平均35 35 时，温升不时，温升不能超过能超过70K70K 也就是说，最高使用温度不能超过也就是说，最高使用温度不能超过105 105 ，可以把载流量换算到，可以把载流量换算到105 105 下根据负荷电流来选用，在中高压电气设备中，温升不能超过下根据负荷电流来

21、选用，在中高压电气设备中，温升不能超过50K50K，可以把载流量换算到，可以把载流量换算到85 85 下根据负荷电流来选用。下根据负荷电流来选用。九、集肤效应九、集肤效应 电流在导体中沿截面分布不均，表面电流密度大，越到中间越小。电流在导体中沿截面分布不均，表面电流密度大，越到中间越小。频率越高，表面电流密度越大，在高频中，如通讯电缆电流只沿表面频率越高，表面电流密度越大，在高频中，如通讯电缆电流只沿表面流动，与导体中心无关。流动，与导体中心无关。第二章 母线槽的参数第一节 母线槽执行标准第二节 母线槽额定参数第三节 母线槽性能参数第一节 母线槽执行标准国家强制性标准国家强制性标准 GB725

22、1.1-2005/IEC 60439-1：1999低压成套开关设备和控制设备 第1部分：型式试验和部分型式试验成套设备 GB7251.2-1997/IEC 60439-2：1987这两个标准合起来就是国家对母线槽的强制性标准。2标准新版本已报批，年内可批准实施。金属封闭母线为国家推荐采用标准 GB/T8349-2000 金属封闭母线机械行业标准（推荐性标准）机械行业标准（推荐性标准）JB/T 9662-1999 密集绝缘母线干线系统（密集绝缘母线槽）JB/T 8511-1996 空气绝缘母线干线系统（空气绝缘母线槽）JB/T 10327-2002 耐火母线干线系统（耐火母线槽）JB/T 963

23、9-1999 封闭母线相关标准：GB42082008 外壳防护等级GB/T14048.1-2000 低压开关设备和控制设备 总则GB/T10233-2005 低压成套开关设备和电控设备 基本试验方法GB/T5585.1-2005 电工用铜、铝及其合金母线 第1部分:铜和铜合金母线GB/T5585.2-2005 电工用铜、铝及其合金母线 第2部分:铝和铝合金母线CEEIA-B220-2010 电工用铜铝复合母线IEC61439.1 低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则IEC61439.6 低压成套开关设备和控制设备 第6部分：母线干线系统第二节 母线槽额定参数1 1、额定电流、额定电流 I

24、n In动力母线槽动力母线槽 100 、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000A、6300A、7200A照明母线槽照明母线槽 10、25、40、63A；共箱封闭母线共箱封闭母线 1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300A；IEC新版标准将环境温度为35时的电流定为额定电流。2 2、额定电压；、额定电压；额定绝缘电压低压母线槽额定工作电压380V，660V，额定绝缘电压为690V，1000V。3 3、额定频率：、额定频率： 50（60）H

25、Z4 4、额定短时耐受电流，额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流，额定峰值耐受电流额定短时耐受电流（KA）：10、 20、25、30、35、40、45、50、63、80、100、120额定峰值耐受电流为额定短时耐受电流与系数n的乘积。第三节 母线槽性能参数1 1、 温升温升 在平均环境温度小于或等于35时，母线槽中导体的温升不大于70K： 可接近的外壳和覆板：金属表面， 绝缘表面30 K2 2 、外壳防护等级、外壳防护等级 防护等级的表示方法为IPXX; IP为防护等级代码 第一位特征数字所代表的防止固体异物进入的防护等级 0 无防护 1 防止直径不小于50mm的固体异物 2 防止直径不小于12

26、.5mm的固体异物 3 防止直径不小于2.5mm的固体异物 4 防止直径不小于1mm的固体异物 5 防尘 6 尘密，无灰尘进入 第二位特征数字表示外壳防止由于进水而第二位特征数字表示外壳防止由于进水而对设备造成有害影响的防护等级对设备造成有害影响的防护等级 0 0 无防护无防护 1 1 防止垂直方向滴水防止垂直方向滴水 2 2 防止外壳在防止外壳在15150 0范围内倾斜时垂直方向滴水范围内倾斜时垂直方向滴水 3 3 防淋水防淋水 4 4 防溅水防溅水 5 5 防喷水防喷水 6 6 防强烈喷水防强烈喷水 7 7 防短时间寖水影响防短时间寖水影响 8 8 防持续潜水影响防持续潜水影响3 3、绝缘

27、电阻与介电性能、绝缘电阻与介电性能 母线槽标称电压的绝缘电阻应不小于1000/V，每个单元长应20M， 耐受试验电压，对空气型为2500V，密集型为3750V，风电型为3500V4 4、机械负载、机械负载 母线槽结构强度的验证用加载机械负载的方法验证，分为1正常机械负载，2重载机械负载 3 特殊机械负载 ，1和2通过型式试验来验证 3是由制造厂与用户协议确定。第一个试验两点之间距离D为2m，也可由制造厂规定。重物M为母线槽自重加上其上所有附件重量，重载试验M+90kg 第二个试验两支点之间距离第二个试验两支点之间距离D1D1为为 1.5m 1.5m，D D为为2m2m，也可由制造厂规定，也可由

28、制造厂规定, ,重物重物与第一个试验相同与第一个试验相同. . 5 5、保护电路连续性、保护电路连续性 测量接地端子与母线槽外壳任一未涂漆点之间的电阻应小于测量接地端子与母线槽外壳任一未涂漆点之间的电阻应小于0.10.1，用接地电阻测试仪进行测量。应通过至少用接地电阻测试仪进行测量。应通过至少10A10A的 电流。6 6、电阻、电抗和阻抗、电阻、电抗和阻抗 在说明书中应给出 R2020 时每相每米干线系统的平均电阻， X20-每相每米的平均电抗，Z20-每相每米的平均阻抗，及故障状态下的R、X、Z。7 7、电气间隙、电气间隙, ,爬电距离爬电距离, ,安全距离安全距离电气间隙电气间隙: :不同

29、电位的两个导电部件间最短的空间直线距离爬电距离爬电距离: :不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离安全距离安全距离: :室内裸母线最小安全净距室内裸母线最小安全净距. . 电气间隙与额定冲击耐受电压和污染等级有关电气间隙与额定冲击耐受电压和污染等级有关 爬电距离与额定绝缘电压和污染等级有关爬电距离与额定绝缘电压和污染等级有关额定绝缘电压额定绝缘电压Ui/VUi/V电气间隙电气间隙爬电距离爬电距离Ui60Ui605 55 560Ui30060Ui3006 61010300Ui690300Ui6908 81414690Ui800690Ui80010102020800Ui1000800U

30、i1000121220208 8、对触电的防护措施、对触电的防护措施 直接触电的防护：直接触电的防护：导电体上加绝缘层，利用外壳，利用绝缘材料外壳。 对间接触电的防护：对间接触电的防护：利用保护电路（PE排） 接地端子，有明显的接地标志整体接地技术：整体接地技术： 整体接地技术是指用铝合金外壳做保护整体接地技术是指用铝合金外壳做保护接地接地PEPE排或排或PEPE排的一部分。过去的三相五线排的一部分。过去的三相五线母线槽导体的排列顺序是母线槽导体的排列顺序是L1L1，L2L2，L3L3，N N，PEPE，PEPE排设置在槽内一侧，与排设置在槽内一侧，与L1L1，L2L2，L3L3距离不距离不等

31、，之间电感也不相等，因此当线路较长时，等，之间电感也不相等，因此当线路较长时，尤其在过载状态下三相严重不平衡，同时根尤其在过载状态下三相严重不平衡，同时根据国外资料记载，在故障状态下，感应到据国外资料记载，在故障状态下，感应到PEPE排上的故障电流比理论计算还要高出排上的故障电流比理论计算还要高出50%50%，建，建议议PEPE排的最佳位置是包围到相线四周。排的最佳位置是包围到相线四周。 国标国标GB7251.1GB7251.1低压成套开关设备和控制设低压成套开关设备和控制设备第备第1 1部分部分, ,型式试验和部分型式试验成套设型式试验和部分型式试验成套设备中第备中第7.4.3.1.57.4

32、.3.1.5条规定如果采用的措施条规定如果采用的措施能够保证保护电路有持久良好的导电能力能够保证保护电路有持久良好的导电能力, ,而而且载流容量足以承受成套设备中流过的接地且载流容量足以承受成套设备中流过的接地故障电流故障电流. .那么那么, ,组成成套设备的各种金属部组成成套设备的各种金属部件则被认为能够有效地保证保护电路的连续件则被认为能够有效地保证保护电路的连续性性”. .铝合金具有持久良好的导电能力铝合金具有持久良好的导电能力, ,整个铝整个铝合金外壳的导电截面比单独的合金外壳的导电截面比单独的PEPE排截面排截面(1/2(1/2相线截面相线截面) )要大得多要大得多, ,因此满足做因

33、此满足做PEPE排的条件排的条件, ,它包围在相线四周它包围在相线四周, ,具有最佳位置具有最佳位置. . 用铝合金外壳做用铝合金外壳做PEPE排排, ,省掉一根省掉一根PEPE排排, ,成本降低成本降低8%,8%,且接地保护效果比设且接地保护效果比设置独立置独立PEPE排好排好. . 如果设置独立如果设置独立PEPE排和铝合金外壳共同做接地保护排和铝合金外壳共同做接地保护, ,将具有更直接将具有更直接, ,更更快速的保护功效快速的保护功效. . 钢外壳由于导电能力差钢外壳由于导电能力差, ,不具备做不具备做PEPE排的条件排的条件, ,铝合金外壳做铝合金外壳做PEPE排的排的整体接地技术显然

34、比钢外壳效果好得多整体接地技术显然比钢外壳效果好得多. .9 9、绝缘材料耐受非正常热能力的验证、绝缘材料耐受非正常热能力的验证 用用9609601515灼热丝试验灼热丝试验30S,30S,没有明显的没有明显的火焰火焰, ,而且没有持续的余辉，取下灼热丝而且没有持续的余辉，取下灼热丝,30S,30S内火焰和余辉消失。内火焰和余辉消失。 母线槽贯穿建筑构件时，外壳周围空隙应母线槽贯穿建筑构件时，外壳周围空隙应用防火材料进行封堵。用防火材料进行封堵。1010、耐火性能（耐火母线槽、耐火性能（耐火母线槽) ) 母线槽在规定的时间、温度下在炉内加热母线槽在规定的时间、温度下在炉内加热时导电体的温度不应

35、超过时导电体的温度不应超过250,250,载流导体不载流导体不应出现短路现象应出现短路现象, ,绝缘电阻不应低于绝缘电阻不应低于0.5M,0.5M,并通过并通过1500V, IS1500V, IS的耐压试验的耐压试验. . 第三章 母线槽的结构 母线槽由外壳、导体、绝缘材料和紧固零件构成，它的结构必须安全可靠，操作方便，维修容易，承受标准规定的机械、电和热应力的作用。第一节 母线槽的组成1. 1. 外壳外壳 母线槽外壳目前采用钢，铝。钢板经母线槽外壳目前采用钢，铝。钢板经过折弯或辊压，铝板也是经过折弯，过折弯或辊压，铝板也是经过折弯， 型材是一次热挤压形成。有些厂家采型材是一次热挤压形成。有些

36、厂家采用铝和钢两种不同材料组成外壳，因钢用铝和钢两种不同材料组成外壳，因钢和铝热胀系数差距较大，易受热胀冷缩和铝热胀系数差距较大，易受热胀冷缩产生的应力而遭到损坏，是不可取的。产生的应力而遭到损坏，是不可取的。铝型材一次挤压成型可做成复杂形状，铝型材一次挤压成型可做成复杂形状，不但造形美观，使用方便而且强度要比不但造形美观，使用方便而且强度要比板材强得多。板材强得多。 母线槽铝合金外壳比钢外壳性能比较如下母线槽铝合金外壳比钢外壳性能比较如下：1、铝表面阳极氧化后抗腐蚀能力比镀锌钢板延长1020年（见日本二十年大气暴露试验报告）2、弱磁性的铝合金外壳不会产生涡流和磁滞损耗，提高了载流能力。3、铝

37、外壳散热能力强，也提高了载流能力。4、铝外壳静电屏蔽作用好。5、铝型材可做成复杂形状，刚性比钢板折弯好，可大跨度生产和安装。6、重量轻，安装方便。7、外形美观，能长期保持。8、加工成本比钢外壳低很多，不需成型、镀锌、喷粉，只下料，冲孔。 日本在大阪、东京、海岸、蒲原四个工业区对铝合金板阳极氧化和钢日本在大阪、东京、海岸、蒲原四个工业区对铝合金板阳极氧化和钢板镀锌做了大气暴露试验，十年后镀锌板已有不少腐蚀点，铝合金板板镀锌做了大气暴露试验，十年后镀锌板已有不少腐蚀点，铝合金板基本没有，二十年后镀锌板原形己不复存在，而阳极氧化后的铝合金基本没有，二十年后镀锌板原形己不复存在，而阳极氧化后的铝合金板

38、只有轻微极少的腐蚀板只有轻微极少的腐蚀 点具体数据请看标准。点具体数据请看标准。2 2、导体、导体 母线槽采用的导体材料有铜、铝、铝覆铜、铜包铝等，它们的性能比较母线槽采用的导体材料有铜、铝、铝覆铜、铜包铝等，它们的性能比较如下如下 材料材料 铜层截面铜层截面 密度密度 电阻率电阻率 导电率导电率 综合性能综合性能 铜排铜排 100% 8.89 o.o1777 97% 100% 8.89 o.o1777 97% 导电性能好，机械强导电性能好，机械强 度高，接触电阻小。度高，接触电阻小。铝排铝排 0 2.7 0.029 59.5 0 2.7 0.029 59.5 导电性能仅次于铜，导电性能仅次于

39、铜， 硬度软，表面易氧化硬度软，表面易氧化镀铜铝排镀铜铝排 很薄很薄 2.7 0.029 59.5 2.7 0.029 59.5 镀层很薄，附着力差镀层很薄，附着力差铜包铝排铜包铝排 15% 3.63 0.027 63 15% 3.63 0.027 63 软态，界面结合强度软态，界面结合强度 差差铜铝复合排铜铝复合排 20% 3.94 0.024 86 20% 3.94 0.024 86 界面结合强度高。界面结合强度高。 导电率接近铜排，可以导电率接近铜排，可以 替代铜排，每米价格是替代铜排，每米价格是 铜排的铜排的52%52% 铜铝复合排的关键参数铜铝复合排的关键参数 铜层截面比例和界面结合

40、强度是铜铝复合母线最重要的两项铜层截面比例和界面结合强度是铜铝复合母线最重要的两项参数，这两项参数决定了它的导电性能、机械性能和加工性能、参数，这两项参数决定了它的导电性能、机械性能和加工性能、使用性能。使用性能。 在铜铝复合排中铜层越厚，导电率越高，但加工难度越大，在铜铝复合排中铜层越厚，导电率越高，但加工难度越大，成本越高，超过一定厚度时，导电率增加不多，但成本上升较成本越高，超过一定厚度时，导电率增加不多，但成本上升较大，因此，有一个最佳性价比的铜层厚度。大，因此，有一个最佳性价比的铜层厚度。 沈阳工业大学硕士生论文中做了大量试验和计算机有限元分沈阳工业大学硕士生论文中做了大量试验和计算

41、机有限元分析，确定当铜、铝厚度比为析，确定当铜、铝厚度比为0.20.2时，能达到最佳的性价比。也就时，能达到最佳的性价比。也就是说铜层截面占到总截面的是说铜层截面占到总截面的20%20%左右时是最佳的。铜层截面比例左右时是最佳的。铜层截面比例和铜铝复合排比重是一个确定的关系。铜层截面占整个截面的和铜铝复合排比重是一个确定的关系。铜层截面占整个截面的比例为比例为10%10%、15%15%、20%20%时，对应的铜铝复合排的比重分别是时，对应的铜铝复合排的比重分别是3.323.32、3.633.63、3.943.94。 铜铝复合排要进行剪切、冲孔、折弯的加铜铝复合排要进行剪切、冲孔、折弯的加工，如

42、果界面结合不高，在加工时会造成铜、工，如果界面结合不高，在加工时会造成铜、铝分层，影响使用。铝分层，影响使用。 界面结合强度直接与制备铜铝复合排的工界面结合强度直接与制备铜铝复合排的工艺有关，包覆焊接法、轧制压接法等是依靠艺有关，包覆焊接法、轧制压接法等是依靠机械压力将铜带和铝排压接到一起，实现固机械压力将铜带和铝排压接到一起，实现固相结合的工艺，虽然在铜、铝界面也能激活相结合的工艺，虽然在铜、铝界面也能激活原子，形成原子间结合，但结合层太薄，界原子，形成原子间结合，但结合层太薄，界面结合强度不高，加工时铜、铝易分层。面结合强度不高，加工时铜、铝易分层。 采用固液熔合工艺，是通过界面层上铜的采

43、用固液熔合工艺，是通过界面层上铜的局部熔化和铜、铝之间的扩散实现铜铝复合，局部熔化和铜、铝之间的扩散实现铜铝复合，是熔合结合和扩散结合两个过程，因而界面是熔合结合和扩散结合两个过程，因而界面有一定厚度的复合层，界面结合强度高，加有一定厚度的复合层，界面结合强度高，加工时铜铝不会分层。工时铜铝不会分层。 界面结合强度取决于这个界面的质量、厚度和组成。界面结合强度取决于这个界面的质量、厚度和组成。界面质量是指其连续性和完整性，即结合的有效面积。界面质量是指其连续性和完整性，即结合的有效面积。在上海理工大学做的界面电子扫描图中明显看出固液在上海理工大学做的界面电子扫描图中明显看出固液熔合界面质量（连

44、续性和完整性）要比固相结合的好熔合界面质量（连续性和完整性）要比固相结合的好得多。得多。 固液熔合 固相结合铜铝复合排的加工铜铝复合排的加工 铜铝复合排是由两种金属复合而成，界面铜铝复合排是由两种金属复合而成，界面结合强度再高，用力不当也会破坏它，因此，结合强度再高，用力不当也会破坏它，因此，加工设备、模具、加工方法都要适当调整。加工设备、模具、加工方法都要适当调整。进行剪切、冲孔、折弯时最好按生产企业提进行剪切、冲孔、折弯时最好按生产企业提供的加工指导手册进行加工。供的加工指导手册进行加工。 一般来说，加工铜排的设备都可以加工一般来说，加工铜排的设备都可以加工复合排，模具间隙要适当调整，剪切

45、时，同复合排，模具间隙要适当调整，剪切时，同时切下，不要像铡刀一样从一边用力，最好时切下，不要像铡刀一样从一边用力，最好用锯切。用占床钻孔时向上提起速度要慢。用锯切。用占床钻孔时向上提起速度要慢。折弯折弯R R不要太小，按标准要求。不要太小，按标准要求。3 3、绝缘材料、绝缘材料 母线槽上使用的绝缘材料目前有以下几种。母线槽上使用的绝缘材料目前有以下几种。 1 1）聚酯薄膜，杜邦）聚酯薄膜，杜邦PETPET薄膜绝缘性能好，耐高温、耐潮，机械强度高，薄膜绝缘性能好，耐高温、耐潮，机械强度高，大量用在密集母线槽上，整体包覆。大量用在密集母线槽上，整体包覆。 2 2）辐照交联工艺制造的聚烯烃热缩套管

46、，大量用在空气型母线槽上。）辐照交联工艺制造的聚烯烃热缩套管，大量用在空气型母线槽上。绝缘材料的耐温等级绝缘材料的耐温等级 Y 90；A 105；E 120；B 130；F 155；H 180 ； C 180以上。 当绝缘材料的使用温度高于上述温度时,其老化寿命急剧下降,一般为每升高8,其老化寿命降低一倍.母线槽对绝缘材料的要求母线槽对绝缘材料的要求: : 阻燃、耐潮、具有足够的机械强度、耐温性能B级以上 具有足够的绝缘性能，无烟、无卤、无毒、具有足够的耐老化性能，防紫外线辐射按标准规定绝缘材料要做下述试验按标准规定绝缘材料要做下述试验1）着火危险试验 96015， 30s1s2）耐热性能试验

47、 1252 下承受球面压力试验3）相比漏电起痕指数测定（CIT） 1754）耐湿热性能 55 48h后进行工频耐压试验5）工频耐受电压 第二节 母线槽的结构型式 低压母线槽的结构型式有空气型、密集型，环低压母线槽的结构型式有空气型、密集型，环氧浇注全封闭型、耐火型等。氧浇注全封闭型、耐火型等。密集型：散热方式为传导，因而散热好，交流电密集型：散热方式为传导，因而散热好，交流电抗小，载流能力大，体积小。抗小，载流能力大，体积小。空气型：散热方式为辐射，比密集型散热差，电空气型：散热方式为辐射，比密集型散热差，电抗大，载流能力比密集型小，但绝缘比密集型抗大，载流能力比密集型小，但绝缘比密集型可靠，

48、即使进水，自然干燥后，不影响绝缘性可靠，即使进水，自然干燥后，不影响绝缘性能。能。环氧浇注全封闭型：用于防护等级环氧浇注全封闭型：用于防护等级IP66IP66以上场合，以上场合，成本高。成本高。耐火型：专用于消防支路，要求在火焰中维持导耐火型：专用于消防支路，要求在火焰中维持导电一定时间，温度与时间在产品标准中有分级电一定时间，温度与时间在产品标准中有分级规定规定第四章 母线槽的功能单元1 1、直线单元、直线单元: :形状为直线的母线干线单元1 1）馈电单元）馈电单元: :各种不带分接装置(无插接孔)的母线干线单元. 2 2）带分接装置的母线干线单元）带分接装置的母线干线单元( (插接式母线槽

49、插接式母线槽) )：由制造厂予先制成可在一点或多点上分别安装分接器的母线槽干线单元.。2 2、换向单元：、换向单元：改变母线槽走线方向的单元。 L L型：型：形状为直角的母线干线单元，分为水平L型与垂直L型，也可改变为任意角度的母线干线单元。 T T型：型：形状为T型，能在三个方向与其他母线干线单元连接的母线干线单元， 分水平T型和垂直T型，三个方向电流容量可相同，也可不同。 X X型：型：形状 X型（十字型）能在四个方向与其他母线干线单元连接的母线干线单元。 Z型：在母线干线上沿Z型平行移动的母线干线单元。分水平Z型和垂直Z型 3、变容单元：用于连接同一系统中不同型号或不同额定电流的两种单元

50、的母线干线单元。4、换相单元：用于改变导体的相应位置以平衡电抗或改变相序的排列位置的一种母线干线单元。5、始端单元，与变压器、开关柜连接的单元 与变压器、低压开关柜连接时，用始端单元和连接排，主干线电缆和母线槽之间连接也用始端单元。始端单元包括始端母线和始端箱（柜顶箱）。 与变压器出线端连接在变压器容量较大时应用软连接。6、连接单元 母线单元与单元之间的连接单元（接头）：导电排有搭接和对接两种方式，加上绝缘隔板后，中间用绝缘的高强度螺栓和蝶型垫圈紧固。：7 7、膨胀单元（伸缩单元）：、膨胀单元（伸缩单元）：允许在母线干线系统的轴向尺寸有一定变化量的母线干线单元。 母线槽会因通过电流所产生热和外

51、界温度变化而膨胀或收缩。伸展程度约为每米1至1.5毫米。在不同的安装方式下，这种伸展量可能需要利用伸缩节去承担。如果安装配有插接箱的母线槽时，其伸展量会少于1.5毫米/米。一般来说，大部分伸展长度已由接头及曲位承受，因此，水平安装的情况下很少需要用伸缩节。在垂直安装的情况下，由于有固定及弹簧支架的关系，可参考产品说明书选用伸缩节。8 8、分接单元：、分接单元：用于以带有分接装置的母线干线单元分接出电源的一种输出装置，常用的有插接式馈电箱，在箱内通过电缆直接将电源引出。 分接箱参数：分接箱参数： 符合标准: GB7251.1(idt IEC60439-1) 额定工作电压: 交流220、380、6

52、60V 电源频率: 50（60）Hz 防护等级: IP44 额定电流: 100 160 250 400 630A 额定短时耐受电流（有效值）20 30 50KA/S 额定峰值耐受电流: 40 63 105KA 在一节母线槽上可安装多个分接箱，前后在一节母线槽上可安装多个分接箱，前后都可安装。分接箱之间最小间距为都可安装。分接箱之间最小间距为1m.1m.特别适特别适合现代化工业厂房的配电系统，分接箱在母合现代化工业厂房的配电系统，分接箱在母线槽上的位置按用户需求设计。线槽上的位置按用户需求设计。 在插接箱插入母线槽时，接地极首先插入，在插接箱插入母线槽时，接地极首先插入，与母线槽与母线槽PEPE

53、线良好接触。分接箱拔出母线时，线良好接触。分接箱拔出母线时，接地极最后离开母线槽。因此，分接箱可在接地极最后离开母线槽。因此，分接箱可在供电状态下安装或拆除。供电状态下安装或拆除。 开关在箱外操作时箱门操作手柄带有连开关在箱外操作时箱门操作手柄带有连锁机构，箱门合上时，开关才可以闭合，开锁机构，箱门合上时，开关才可以闭合，开关打开时箱门才可以打开，防止在使用时被关打开时箱门才可以打开，防止在使用时被开启或拆除。开启或拆除。 箱内开关由用户或设计院选型箱内开关由用户或设计院选型。9 9、安装部件、安装部件 母线槽可以水平安装，也可以垂直安装，可沿墙安装，可沿柱安装，也可吊装。水平安装时用三角支架

54、支撑和固定，吊装时用吊架支撑和固定。 在竖井内垂直安装时，在每层要有一副弹簧支架来固定，如楼层高于3米时，中间还要用固定支架来固定。 弹簧支架的作用如下：弹簧支架的作用如下： 固定母线槽，其底座安装在予埋的槽钢上，必须吊线确定位置才能固定。 承载母线槽重量，弹簧弹力大于母线槽重力，安装前弹簧必须先予压缩，安装时调整弹簧予压缩力，使母线槽处于予期位置。 调整母线槽垂直度。 清除热膨胀产生的应力。第五章 母线槽的分类与选用第一节 母线槽的分类第二节 母线槽的选用第一节 母线槽的分类1 1 按使用电压分按使用电压分 按使用电压分为低压母线槽（工作电压380V、 660V）和金属封闭母线（1KV 3K

55、V 6KV 24KV 35KV） 2 2 按电流分按电流分 按使用电流分为动力母线槽（100A至7200A）, 照明母线槽（10、25、40、63A）。3 3 按使用环境分按使用环境分 阻燃型：在规定的试验条件下，试样被燃阻燃型：在规定的试验条件下，试样被燃烧，在撤去火焰后，火焰蔓延仅在限定范围烧，在撤去火焰后，火焰蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭。内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭。阻燃型母线槽主要是绝缘材料选用阻燃性材阻燃型母线槽主要是绝缘材料选用阻燃性材料。料。 防火型：在规定试验条件下，试样被燃烧，防火型：在规定试验条件下，试样被燃烧，在限定的时间内，试样能保持防

56、火完整性和在限定的时间内，试样能保持防火完整性和防火隔热的特性，主要是防止火灾通过母线防火隔热的特性，主要是防止火灾通过母线槽蔓延。槽蔓延。 耐火型：在规定的试验条件下耐火型：在规定的试验条件下, ,能保护线路能保护线路的完整性，保证供电不间断，同时具有防喷的完整性，保证供电不间断，同时具有防喷水的功能。水的功能。 防水型：是指长期浸在水中，其绝缘性能不会下降的母线槽。外壳防防水型：是指长期浸在水中，其绝缘性能不会下降的母线槽。外壳防护等级要达到护等级要达到IP67IP67以上。以上。 耐腐型：是指能在有腐蚀性气体环境中长期工作的母线槽，要选用耐腐型：是指能在有腐蚀性气体环境中长期工作的母线槽

57、，要选用无金属外壳的全封闭环氧浇注母线槽。无金属外壳的全封闭环氧浇注母线槽。 第二节 母线槽的选用 母线槽的选用要点母线槽的选用要点在用电量小的住宅楼，电流400A以下，选用电缆较为经济供电主干线，载流量大时选用母线槽，超过2000A时,选用密集型母线槽，载流能力高 环境潮湿时宜选用空气型母线槽，绝缘可靠。在工厂厂房要求分接箱多的场所亦选用空气型母线槽在化工行业腐蚀性气体严重的场所，应选用铝合金外壳母线槽，阳极氧化15以上，导电体的绝缘采用环氧树脂流化绝缘。特别严重的环境，宜采用环氧浇注全封闭型母线槽。 在消防供电回路或有火灾危险的场所应选用耐火母线槽。在海边，码头以及腐蚀特别严重的场所应选用

58、全封闭环氧浇注母线槽。在户内使用，母线槽的防护等级一般选用IP40，有溅水危险场所选用IP54，在户外一般选用IP54，也可以选用IP65以上全封闭母线槽。 第六章 母线槽与电缆的比较比较项目 电缆 母线槽使用寿命 12-15年 30-50年载流能力 4芯单根最大300mm2 ， 最大7200A VV22在桥架内只能到400A, YJV22可最大到600A， 电流大时要多股并联。分接 增加分支难度大， 可预留插接口，分支容易安全性 年久失修易引起火灾 比电缆安全得多综合成本 大电流时要多股并联， 载流量大幅下降，成本增大 400A以上综合成本比电缆 一次性安装使用，拆下后不 合理，1600A以

59、上比电缆低 能再用。 拆下后可重新组装。电缆与各类导体母线槽综合成本的比较 使用寿命 安全性能 综合成本电缆 12-15年 差，易引起火灾 400A以下较经济， 1600A以上高于母线槽铝排母线槽 短，有插接更短 差 最低铜排母线槽 大于50年 安全可靠 比普通电缆高30%复合排 轻，弯曲应力小 安全可靠 比普通电缆低，电流母线槽 比铜母线槽长 越大性价比越高第七章 联合设计母线槽的特点1 1、外形美观，采用带散热的铝型材外壳，经阳极氧化、外形美观，采用带散热的铝型材外壳，经阳极氧化后有很强的抗腐蚀能力，能长期保持美观的外形。后有很强的抗腐蚀能力，能长期保持美观的外形。2 2、载流能力高，导体

60、采用优质铜铝复合排，截面选取、载流能力高，导体采用优质铜铝复合排，截面选取比铜排大一个标准规格，型式试验结果，温升比铜比铜排大一个标准规格，型式试验结果，温升比铜排母线槽低排母线槽低5-7K5-7K， 非磁性的铝合金外壳不产生涡流，因而，整体载流非磁性的铝合金外壳不产生涡流，因而，整体载流能力提高。能力提高。3 3、产品低阻抗、低压降、低损耗，运行安全可靠。、产品低阻抗、低压降、低损耗，运行安全可靠。 为减小成本，减小铜排截面，只会增大阻抗，增为减小成本，减小铜排截面，只会增大阻抗，增大线路压降和能耗，不但给用户安全运行造成隐患，大线路压降和能耗，不但给用户安全运行造成隐患，电费增加。而且，生