母線設(shè)計的基本原則

(1)減小導(dǎo)體的電阻。因為導(dǎo)體的載流量與導(dǎo)體的電阻成反比,故減小導(dǎo)體的電阻可以有效的提高導(dǎo)體載流量。減小導(dǎo)體電阻的方法:①采用電阻率ρ較小的材料作導(dǎo)體,如銅、鋁、鋁合金等;②減小導(dǎo)體的接觸電阻(Rj);③增大導(dǎo)體的截面積(S),但隨著截面積的增加,往往集膚系數(shù)(Kf)也跟著增加,所以單條導(dǎo)體的截面積不宜做得過大,如矩形截面鋁導(dǎo)體,單條導(dǎo)體的最大截面積不超過1250mm2。

(2)增大有效散熱面積。導(dǎo)體的載流量與有效散熱表面積(F)成正比,所以導(dǎo)體宜采用周邊最大的截面形式,如矩形截面、槽形截面等,并采用有利于增大散熱面積的方式布置,如矩形導(dǎo)體豎放。

(3)提高換熱系數(shù)。提高換熱系數(shù)的方法主要有:①加強冷卻。如改善通風(fēng)條件或采取強制通風(fēng),采用專用的冷卻介質(zhì),如SF6氣體、冷卻水等;②室內(nèi)裸導(dǎo)體表面涂漆。利用漆的輻射系數(shù)大的特點,提高換熱系數(shù),以加強散熱,提高導(dǎo)體載流量。表面涂漆還便于識別相序。

持續(xù)電流額定值;收益遞減規(guī)律適用于母線的尺寸,換句話說,隨著連續(xù)額定電流的增加,母線的電流密度通常會降低;

解釋

1.交流電流越大,集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)影響越大

母線的尺寸和形狀;較厚的母線不如窄的母線有效;

解釋:

1.交流電的電流趨膚效應(yīng),銅排內(nèi)部實際上電流小,電流集中在銅排的外表的薄層;

2.面積相同時,寬、厚比越大,周長越長,散熱面積越大,載流量越大。

單個粗母線的效率不如多條母線(總橫截面積相等),母線之間有空間;

解釋

1.電流趨膚效應(yīng)影響小;

2.多條母線散熱面積變大;

12拼10×40用于6300A開關(guān)柜主母線

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母線的配置;以寬尺寸垂直排列的條形比水平放置的條形更有效;

解釋

垂直布置有力于冷氣流由下部向上部移動,帶走更多的熱量,而水平布置阻擋氣流向上,不利于對流冷卻;

5拼5x200mm母線用于6300A開關(guān)柜主母線

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同相母線之間的間距;間隔遠(yuǎn)的母線更有效;

解釋:母線間鄰近效應(yīng)影響與相互間距離成反比,距離越小,影響越小,載流量變大。

接近磁性材料;鋼制總線隔間屏障或其他磁性外殼元件會顯著影響溫升,特別是對于較高的連續(xù)電流額定值;

解釋

1.磁性材料產(chǎn)生渦流,造成大量能量消弧,磁性體發(fā)熱,產(chǎn)生噪聲;

2. 電流越大,渦流產(chǎn)生越大,影響越大,采用非導(dǎo)磁材料外殼,可以有效降低熱損耗,降低溫升。

不同相位的母線之間的間距;

解釋

1.鄰近效應(yīng)會增加導(dǎo)體的表觀電阻,因此,它的溫升會增大;

母線附近的空氣流動;改善母線周圍的空氣流動將以更高的速度帶走熱量,從而降低溫升;

解釋

1.相比傳導(dǎo)、輻射,空氣對流是空氣絕緣開關(guān)柜最有效的冷卻方式。

2.進(jìn)風(fēng)口低,出風(fēng)口高,壓力差形成煙囪效應(yīng),冷空氣不斷進(jìn)入,帶出柜體內(nèi)部熱量; 避免水平隔板太多,空間過于寬敞,造成氣流紊亂,無法形成有效流動方向。

3.柜頂安裝風(fēng)機強迫風(fēng)冷是大電流開關(guān)柜解決溫升的有效方法。

母線不要靠近其他熱源;例如,斷路器本體發(fā)熱巨大,變壓器發(fā)熱等;

解釋: 斷路器是開關(guān)柜中發(fā)熱最大的元件,占整個柜體發(fā)熱功率的一半以上,主觸頭密閉在殼體內(nèi)部,抽屜觸頭電阻大也相對密封,發(fā)熱高,熱量集中,是溫升試驗關(guān)鍵考核點、是試驗最難通過的地方,而銅排發(fā)熱是均勻分布,散熱面積大,容易實現(xiàn)熱平衡,溫升低; 遠(yuǎn)離發(fā)熱元件,降低母線發(fā)熱對斷路器的影響,同時母線溫升低,可以適當(dāng)帶走斷路器熱量,降低斷路器溫升,避免熱量更加集中。

6300A 斷路器隔離柜布置,垂直連接排后置,遠(yuǎn)離斷路器,留出空間供斷路器散熱

母線的發(fā)射率;覆蓋有深色或無光澤涂層的裸露母線將表現(xiàn)出較低的溫升;

解釋: 深色涂層輻射系數(shù)大,能夠提高換熱系數(shù),加強散熱,提高導(dǎo)體載流量,降低溫升

母線涂黑色絕緣漆,即是全絕緣,又有利于散熱

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絕緣的存在和絕緣類型;與裸母線相比,保形絕緣(例如流化床環(huán)氧樹脂)可降低溫升,而非保形絕緣(例如松配合套管)可能會增加溫升。

解釋:環(huán)氧硫化涂敷、黑色熱縮套管等通過與母線直接接觸,有利于形成整體,增加熱量輻射降溫; 非緊貼保形絕緣,阻止了銅排與外界的熱交換,無法形成對流、輻射,造成溫升升高。

來源:于網(wǎng)絡(luò)

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