低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部母線選擇與安裝

吳建川

（攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司成都分公司，四川成都 610300）

0 引言

在額定電壓交流不超過1000 V，頻率不超過1000 Hz，直流不超過1500 V 的供電、配電場所，低壓成套電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用，因而其也是影響用戶用電質(zhì)量的重要電氣設(shè)備[1]。基于此，本文聯(lián)系實(shí)際，就低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部母線的選擇與安裝及電氣連接相關(guān)問題展開具體探析。

1 內(nèi)部母線的選擇與安裝及電氣連接要求

為保證電力系統(tǒng)能正常穩(wěn)定運(yùn)行，在進(jìn)行母線選擇、安裝與電氣連接時(shí)，應(yīng)確保達(dá)到以下要求與標(biāo)準(zhǔn)。

（1）升溫試驗(yàn)沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，絕緣體以及導(dǎo)體的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）母線與母線分段間的距離標(biāo)準(zhǔn)合理，若實(shí)際距離超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，應(yīng)及時(shí)作出調(diào)整。母線以及相關(guān)電氣設(shè)備完好，未有破損，也不存在污染現(xiàn)象。若有污染，及時(shí)使用無水酒精擦拭干凈，并涂抹電力復(fù)合脂，更好提升其性能狀態(tài)[2]。

（3）母線、螺栓之間的穿連順序應(yīng)當(dāng)是從下往上。在連接時(shí)，先緊固螺栓，保證實(shí)際力矩與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相符，之后安裝母線。完成母線安裝后，進(jìn)行電氣設(shè)備安裝，并對母線以及與母線所連接的電氣設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，確保試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值相符后，進(jìn)行后續(xù)連接。為保證整個(gè)連接過程的安全性，工作人員需對因不同金屬膨脹引發(fā)的接觸不良問題進(jìn)行考慮滿足，提前制定相關(guān)預(yù)防方案。

2 內(nèi)部母線的選擇與安裝及電氣連接特殊性

在電氣設(shè)備連接與使用過程中，若沒有根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況選對母線材料、型號，或是連接時(shí)存在不良接觸等情況，將導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備受損，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備報(bào)廢，也會影響電力系統(tǒng)以及用電用戶的安全性。為避免出現(xiàn)以上問題，在選擇母線或進(jìn)行母線與電氣連接時(shí)，需做好質(zhì)檢工作，全面檢查母線以及電氣設(shè)備的性能質(zhì)量，及時(shí)淘汰劣質(zhì)設(shè)備，從根本上消除電氣運(yùn)行的安全隱患，確保電氣運(yùn)行安全。低壓成套開關(guān)設(shè)備既是一種部分型式試驗(yàn)，又是一種型式試驗(yàn)成套設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)給予溫升試驗(yàn)與主電路短路耐受強(qiáng)度試驗(yàn)[3]。另外，在進(jìn)行產(chǎn)品安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照國家以及行業(yè)提出的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、有序安裝，嚴(yán)格控制安裝工藝，確保整體安裝質(zhì)量。

3 母線選擇

GB 7251.1—2005 中7.8.2 明確指出成套設(shè)備內(nèi)導(dǎo)體截面積選擇由制造廠負(fù)責(zé)[4]。選擇母線時(shí)，首要考慮因素就是母線的承載電流，除此之外，還需考慮母線所連接元件的種類、在連接時(shí)導(dǎo)體使用的敷設(shè)方法等。成套設(shè)備中導(dǎo)體的選擇是一件十分復(fù)雜的事，一般情況下不能僅僅按照承載電流選擇導(dǎo)體截面，而是需要經(jīng)過多次型式試驗(yàn)，并在綜合考慮各項(xiàng)影響因素的基礎(chǔ)上，確定成套設(shè)備內(nèi)導(dǎo)線的橫截面積。

在成套設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體的載流能力會受到最高允許溫度的限制，而導(dǎo)線最高允許溫度又會受到一些內(nèi)外部因素的限制。如，在導(dǎo)體正常運(yùn)行情況下，當(dāng)導(dǎo)體加速氧化溫度長時(shí)間低于導(dǎo)體搭接處的溫度時(shí)，表明搭接部位溫度過高，很可能會出現(xiàn)相關(guān)安全問題或質(zhì)量問題。材料不同，導(dǎo)體的加速氧化溫度也有所不同。如銅材料的導(dǎo)體加速氧化溫度往往要高于鋁材料導(dǎo)體的表面加速氧化溫度。同時(shí)，在對搭接面采取相應(yīng)措施的情況下，表面最高允許溫度也能被適當(dāng)提高。另外，導(dǎo)體承載電流后保持特定平衡溫升取決于承載電流所產(chǎn)生熱量的速度和熱量從導(dǎo)體上散失的速度之間的平衡[5]。

若成套設(shè)備某一電路額定電流已經(jīng)被確定，則該成套設(shè)備承載的電流值不會再發(fā)生改變。要想促使電路中導(dǎo)體實(shí)際發(fā)熱量降低，只有通過降低整個(gè)電路電阻值的方法實(shí)現(xiàn)。在成套設(shè)備中，該電路的電阻值往往是由多個(gè)部分組成，如附加電阻值、直流電阻值、接觸電阻值還有導(dǎo)體所連接電器元件的電阻。在成套設(shè)備中，常見傳導(dǎo)、輻射及對流等3 種熱量散失方式。在這3 種散失方式中，輻射與對流是導(dǎo)體熱量的主要散失方式。一般情況下，母線系統(tǒng)的載流能力是由通過輻射與對流喪失的實(shí)際熱量來決定。

母線排列方式對其承載電流的能力也有一定影響。當(dāng)銅母線截面與升溫確定情況下，母線排列方式將在很大程度上影響母線交流承載能力。已經(jīng)分析過，在選擇成套設(shè)備中的導(dǎo)體時(shí)，需要考慮的影響因素頗多，為保證最終選擇結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，就必須進(jìn)行型式試驗(yàn)。通過型式試驗(yàn)的方法，對各類型的導(dǎo)體進(jìn)行認(rèn)證、復(fù)核，最終做出有效選擇。而在選擇與電器直接連接的導(dǎo)體時(shí)，需按電器元件使用說明書進(jìn)行。一般情況下，電器元件使用說明書中都指出了該元件與哪種類型、哪種規(guī)格的導(dǎo)體匹配。通過閱讀與參考電器元件使用說明書，一般都會有明確答案。如額定工作電流不大于630 A 的電器元件按GB 14048.1—2006 中表9～表11（GB 7251.1—2005 中的表8、表9）規(guī)定選擇導(dǎo)體截面；額定工作電流大于630 A 的電器元件按GB 14048.1—2006 中表11（GB 7251.1—2005 中的表9）規(guī)定選擇導(dǎo)體截面，也可以按定型設(shè)計(jì)典型方案規(guī)定的母線圖樣[6]。

4 載流部件之間的電氣連接

一般情況下，載流部件之間的電氣連接分為螺栓式連接和壓板連接。其中，螺栓式連接方式具有可靠性性、緊湊型強(qiáng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)，如需要在導(dǎo)體上鉆螺栓用孔，這樣會造成電流線畸變。與壓板連接方式相比，這一連接方式下的接觸壓力不是很規(guī)則，但這個(gè)缺點(diǎn)未能影響其在當(dāng)前電氣行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。壓板連接方式的主要優(yōu)點(diǎn)是搭接面均勻整齊，很少會出現(xiàn)接觸壓力不規(guī)則情況，并且該種方式便于加工，靈活性較高，安裝施工過程也相對簡單便捷，更重要的是，在該種連接方式下，導(dǎo)體的散熱面增加，更利于散熱而不會出現(xiàn)溫度過高導(dǎo)致電氣故障發(fā)生等情況。該種連接方式也有缺點(diǎn)，如壓板及相關(guān)固定件的費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)效益不是十分理想。在進(jìn)行載流部件之間的連接處理時(shí)，工作人員主要需要考慮并解決怎樣使載流導(dǎo)體連接處的電阻值降低，以及如何保證設(shè)備運(yùn)行過程中的電阻值穩(wěn)定。若能有效解決上述問題，那么設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性將得到保證。分析以往工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在載流部件連接過程中，流線效應(yīng)會影響連接處的電阻值。完成載流部件的連接后，電流通過并在某種因素作用下發(fā)生流向偏轉(zhuǎn)畸變，由此產(chǎn)生收縮電阻；當(dāng)載流部件的連接部位受到污染時(shí)，將產(chǎn)生界面電阻或接觸電阻。此時(shí)整個(gè)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也會受到影響。為保證設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，分析影響接觸電阻的相關(guān)因素，結(jié)果表明，表面條件是影響接觸電阻產(chǎn)生并變化的重要因素。因此，在進(jìn)行電氣連接時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)做好以下工作：在連接前，對表面進(jìn)行處理，防止出現(xiàn)再氧化條件。在將接觸表面進(jìn)行清潔后，在表面再涂上一層很薄的高熔點(diǎn)膠體油或電力復(fù)合脂（導(dǎo)電膏），通過這種方法對連接處進(jìn)行保護(hù)，防止連接處受到污染或腐蝕。若采用鍍錫，防止表面氧化及以后性能變壞。在連接時(shí)，應(yīng)提前做好二次鍍錫工作。但值得注意的是，對表面進(jìn)行處理時(shí)，若采用銀或鎳等材料，導(dǎo)體表面的鍍層厚度可能難以達(dá)到保護(hù)導(dǎo)體的要求，因而在進(jìn)行連接時(shí)應(yīng)盡量選擇自然金屬連接，以保證最終連接效果。

5 結(jié)語

在低壓成套電氣開關(guān)設(shè)備運(yùn)行過程中，內(nèi)部母線材料、安裝方式、電氣連接等又會對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。為此，相關(guān)單位、人員應(yīng)根據(jù)低壓成套電氣開關(guān)設(shè)備具體型號結(jié)構(gòu)或運(yùn)行環(huán)境要求，結(jié)合國家以及行業(yè)提出的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做好母線的選擇、安裝以及電氣連接工作，確保設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行。