低壓成套開關設備內部母線選擇與安裝

吳建川

（攀鋼集團工程技術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，低壓成套電氣設備被廣泛應用，因而其也是影響用戶用電質量的重要電氣設備[1]。基于此，本文聯系實際，就低壓成套開關設備內部母線的選擇與安裝及電氣連接相關問題展開具體探析。

1 內部母線的選擇與安裝及電氣連接要求

為保證電力系統能正常穩定運行，在進行母線選擇、安裝與電氣連接時，應確保達到以下要求與標準。

（1）升溫試驗沒有出現異常現象，絕緣體以及導體的各項性能指標符合標準要求。

（2）母線與母線分段間的距離標準合理，若實際距離超出標準范圍，應及時作出調整。母線以及相關電氣設備完好，未有破損，也不存在污染現象。若有污染，及時使用無水酒精擦拭干凈，并涂抹電力復合脂，更好提升其性能狀態[2]。

（3）母線、螺栓之間的穿連順序應當是從下往上。在連接時，先緊固螺栓，保證實際力矩與設計數據相符，之后安裝母線。完成母線安裝后，進行電氣設備安裝，并對母線以及與母線所連接的電氣設備進行耐壓試驗，確保試驗結果與標準數值相符后，進行后續連接。為保證整個連接過程的安全性，工作人員需對因不同金屬膨脹引發的接觸不良問題進行考慮滿足，提前制定相關預防方案。

2 內部母線的選擇與安裝及電氣連接特殊性

在電氣設備連接與使用過程中，若沒有根據設備實際情況選對母線材料、型號，或是連接時存在不良接觸等情況，將導致整個設備受損，嚴重時造成設備報廢，也會影響電力系統以及用電用戶的安全性。為避免出現以上問題，在選擇母線或進行母線與電氣連接時，需做好質檢工作，全面檢查母線以及電氣設備的性能質量，及時淘汰劣質設備，從根本上消除電氣運行的安全隱患，確保電氣運行安全。低壓成套開關設備既是一種部分型式試驗，又是一種型式試驗成套設備，試驗時應當給予溫升試驗與主電路短路耐受強度試驗[3]。另外，在進行產品安裝時，應嚴格按照國家以及行業提出的相關技術規范，按照設計圖紙規范、有序安裝，嚴格控制安裝工藝，確保整體安裝質量。

3 母線選擇

GB 7251.1—2005 中7.8.2 明確指出成套設備內導體截面積選擇由制造廠負責[4]。選擇母線時，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、在連接時導體使用的敷設方法等。成套設備中導體的選擇是一件十分復雜的事，一般情況下不能僅僅按照承載電流選擇導體截面，而是需要經過多次型式試驗，并在綜合考慮各項影響因素的基礎上，確定成套設備內導線的橫截面積。

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

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

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。已經分析過，在選擇成套設備中的導體時，需要考慮的影響因素頗多，為保證最終選擇結果的科學性、準確性，就必須進行型式試驗。通過型式試驗的方法，對各類型的導體進行認證、復核，最終做出有效選擇。而在選擇與電器直接連接的導體時，需按電器元件使用說明書進行。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、哪種規格的導體匹配。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）規定選擇導體截面；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）規定選擇導體截面，也可以按定型設計典型方案規定的母線圖樣[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、適用范圍廣等優點，但也有缺點，如需要在導體上鉆螺栓用孔，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則，但這個缺點未能影響其在當前電氣行業得到廣泛應用。壓板連接方式的主要優點是搭接面均勻整齊，很少會出現接觸壓力不規則情況，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，導體的散熱面增加，更利于散熱而不會出現溫度過高導致電氣故障發生等情況。該種連接方式也有缺點，如壓板及相關固定件的費用較高，經濟效益不是十分理想。在進行載流部件之間的連接處理時，工作人員主要需要考慮并解決怎樣使載流導體連接處的電阻值降低，以及如何保證設備運行過程中的電阻值穩定。若能有效解決上述問題，那么設備、系統運行的安全性、穩定性將得到保證。分析以往工作經驗發現，在載流部件連接過程中，流線效應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生流向偏轉畸變，由此產生收縮電阻；當載流部件的連接部位受到污染時，將產生界面電阻或接觸電阻。此時整個電氣設備的運行狀態也會受到影響。為保證設備運行的安全性與穩定性，分析影響接觸電阻的相關因素，結果表明，表面條件是影響接觸電阻產生并變化的重要因素。因此，在進行電氣連接時，工作人員應當做好以下工作：在連接前，對表面進行處理，防止出現再氧化條件。在將接觸表面進行清潔后，在表面再涂上一層很薄的高熔點膠體油或電力復合脂（導電膏），通過這種方法對連接處進行保護，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，應提前做好二次鍍錫工作。但值得注意的是，對表面進行處理時，若采用銀或鎳等材料，導體表面的鍍層厚度可能難以達到保護導體的要求，因而在進行連接時應盡量選擇自然金屬連接，以保證最終連接效果。

5 結語

在低壓成套電氣開關設備運行過程中，內部母線材料、安裝方式、電氣連接等又會對設備的運行狀態、運行質量產生直接影響。為此，相關單位、人員應根據低壓成套電氣開關設備具體型號結構或運行環境要求，結合國家以及行業提出的相關技術標準，做好母線的選擇、安裝以及電氣連接工作，確保設備正常穩定運行。