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母线槽的无孔衔接应用

发布时间:2021-06-10 08:58:03 | 点击:170   

1应用概述

在低压成套开关设备的生产中,开关柜的结构不断改进,从早期的PGL、GCL、GCK到现在的GCS、MNS.sIVAcON、OKAY等类型的低压成套开关设备,开关柜的结构和防护等级不断的进步,现已能够达到国家标准要求的分隔方法4和防护等级IP54或更高,而主母线槽(水平母线槽)的载流能力却进步不多,一方面是因为母线槽的布局受到开关柜空间的约束,另一方面是因为大电流下母线槽衔接困难的问题没有解决。

现在,低压成套开关设备母线槽体系的衔接主要是利用螺栓衔接。螺栓衔接在小电流、母线槽数量不多的情况下具有紧凑、可靠、便利等特色;而跟着用电设备的增加,开关柜的容量越来越大,用螺栓衔接的缺点也日益显露出来:因为需要在母线槽上钻螺栓孔,造成母线槽截面不同,必然引起母线槽电流流线的畸变,如图1所示。所以要求螺栓用孔尽可能的小以尽量减小对电流的影响,但是在配电房里进行拼柜的过程中不可避免的存在累积公役,开关柜的数量越多累积公役越大,往往造成配电母线槽和主母线槽的螺栓孔产生错位。为了解决螺栓孔错位问题,大都情况下是采纳冲椭圆形孔或冲大孔。这就存在矛盾:螺栓孔开大了,严重影响母排载流量,螺栓孔开小了,安装不便利。研讨新的衔接方法成了开关柜制造商的重视的焦点,无孔衔接这种新技能逐步成为规划人员研讨的目标,并且获得一定的成功。现在已有多家厂家研讨出方法各异的的无孔衔接技能。笔者也于2001年开始对无孔衔接技能进行研讨,并规划出另一种异乎寻常的无孔衔接方法,通过产品试制和实验,证明这种衔接方法是行之有效的。

2无孔衔接的使用

现在使用在低压成套设备里的无孔衔接方法,大都是选用异型母线槽作为配电母线槽。功能单元的电缆或铜排不是用螺栓直接与异型母线槽衔接,而是靠特制的夹具固定在异型母线槽上,以满意不同位置的衔接要求,便利安装,进步功率。

笔者所选用的无孔衔接方法是在水平母线槽不冲螺栓孔的情况下,通过特制的铜块将配电母线槽与水平母线槽衔接起来,用压块和螺栓紧固。图2是这种衔接方法的示意图。

要知道在母线槽连接处的电阻,除了母线槽本身存在的电阻外,还存在一个触摸电阻。这是由于:不论母线槽外表处理得怎么光滑平坦,在微观环境下,母线槽外表也是凹凸不平的,如图3所示,两片母线槽之间的搭接实际上只要母线槽外表上很多小尖峰之间的触摸,电流流过搭接面的实际面积减少了,电流线发生严峻的缩短现象,产生缩短电阻R,取其中一点剖析其结构如图4所示。另一方面,母线槽从加工完毕到装在开关柜里有一定的时间差,很简单由于暴露在空气里而构成一层薄膜(如氧化膜等),使电阻增大,称为膜电阻R,。所以触摸电阻实际上是由这两部分组成,即

公式(1)只是说明接触电阻的主要组成部分,实际上接触电阻还受接触部分的结构形式、材料、表面加工情况和通电电流大小等很多因素的影响,要准确地计算接触电阻是很困难的。在实际工作中常用表示一定条件下接触电阻与压力的函数关系的经验公式:叫

由公式(2)可知,影响母线槽搭接面触摸电阻的主要因素有外表的条件K、m和所施加的压力F。当母线槽外表处理和触摸面积确定了,则Kj、m也确定了,于是触摸电阻Rj与压力F成为反比关系,压力F越大,触摸电阻Rj越小。图5是压力对两片铜导体衔接处触摸电阻的影响曲线图。

3实验验证

笔者根据多年来对低压成套开关设备的开发规划、工程规划等经验,使用上面触摸电阻与压力成反比这个理论依据,规划了如图2所示的无孔衔接结构,在保证有满足触摸面积的情况下,通过进步压力的办法来减小触摸电阻,并先后两次通过做样柜进行通电验证。

第一次验证

低压成套开关设备类型:MNSG;样柜结构:进线柜根本骨架800×x800,馈电柜根本骨架600x800,采用C型槽板组装而成;水平母线槽:采用2×120x10;安装方位:顶部;外壳防护等级IP40;电流强度3200A;电源和开关柜母线槽之间的衔接导线:2x120x10mm2x3m。PC柜、MCC柜的配电母线槽与主母线槽(水平母线槽)的衔接采用无孔衔接办法(图2所示);实验办法和标准严厉按照国家标准GB7251.1-1997的有关条款。对母线槽体系的要害处和搭接面进行丈量,测得部分温升记载如表1。

表1显现,母线槽体系的温升符合国家标准GB

7251.1-1997的要求,也就是说规划的无孔衔接计划是卓有成效的。当然,要严厉证明这种无孔衔接技能的可行性,靠-一-次实验结果是不够的,必须经过屡次不同电流强度的实验来验证,所以笔者结合企业低压成套开关设备MNSG请求国家强制性产品认证(CCC)的需要,进行了第二次验证。

第二次验证

低压成套开关设备型号:MNSG;样柜结构:进线柜根本骨架1000x1000,馈电柜根本骨架600x1000,选用C型槽板组装而成;水平母线槽:选用4x125x10;安装方位:顶部;外壳防护等级IP40;电流等级:5000A;电源和开关柜母线槽之间的衔接导线:6x120x10mm'x3m;PC柜、MCC柜的配电母线槽与主母线槽(水平母线槽)的衔接选用无孔衔接方式(图2所示)。

表2是温升试验室的质检人员按照国家标准GB7251.1-1997的有关条款对该样柜进行温升试验,对整个母线槽体系的关键处和搭接面进行测量(测得部分温升记载)

经过企业的质检人员对样柜进行温升试验后,认为此套样柜的母线槽体系完全符合国家标准GB7251.1-1997的要求,所以将该低压成套开关设备(类型MNSG,短时耐受电流80kA,水平母线槽电流500OA)于2004年4月送至湖南电器研究所电器检测实验室,进行国家强制性产品认证(CCC)查验,成果顺畅经过各项试验,并取得了国家强制性产品认证(CCC)查验陈述。

4总结

这种母线槽无孔衔接方法,实现了主母线槽不冲螺栓孔而配电母线槽可以在水平母线槽冉鹕吵怯槔种行耐封方位衔接的目的,解决了水平母线槽跟配电母线槽衔接难的间题。从试验成果显现,这种母线槽无孔衔接方法,只要确保有足够的接触面积和接触压力,完全能替代螺栓衔接满足低压成套开关设备对母线槽体系的要求,完全可以应用于出产中。一些重点工程如广州世界会展中心低压配电柜、京珠高速等工程都部分采用了这种衔接方法,运转至今用户反映良好。当然,受目前加工技能和工艺水平的约束,无孔衔接技能大规模用于出产还存在必定的难度,如加工成本高等。但随着技能的发展,工艺的提高,无孔衔接技能大规模用于低压成套开关设备的出产是可行的,特别是在空间小、电流容量大的情况。

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