新型节能母线槽培训材料.ppt

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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：

在规定的试验条件下能安全承载的短时（1s）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11）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，KKff：

集肤系数，其大小与电流频率，导体形状和尺寸有关。

排宽在30-200时，Kf在1.015-1.25之间,导体越宽，交流电阻越大。

KKJJ：

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0.017774.810-3铝0.0294.710-3银0.01593.810-3锡0.1144.210-3铁0.09785.010-322）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=（DDj=（DABABDDBCBCDDCACA）1/31/3b:

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，几何问距有关，空气形空气形DjDj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。

33）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=Rcos+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直流电路：

U=IR对三相交流电路对三相交流电路UU=31/2IZZ=Rcos+sin22）系统的电压降）系统的电压降U=K31/2（Rcos+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=1K=1负载均匀分布在负载均匀分布在NN个分支之间个分支之间K=0.5K=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NN个分支之间个分支之间K=0.25K=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=0.5K=0.5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=0.25K=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/mm22,2500A,2500A以以上更小一些，选上更小一些，选1.7-1.8A/mm1.7-1.8A/mm22，比如，比如1000A1000A的的截面选截面选6*85,2000A6*85,2000A的选的选6*1756*175。

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度由于铜材的大幅涨价，大部分厂家把电流密度取在取在2.2-2.5A/mm2.2-2.5A/mm22，1000A1000A的截面取的截面取5*805*80；还；还有个别厂家，无限制的减小截面，电流密度取有个别厂家，无限制的减小截面，电流密度取到到3A/mm3A/mm22以上，比如以上，比如1000A1000A的截面取的截面取6*506*50、3*1003*100，2000A2000A的选的选6*125,3*220.6*125,3*220.截面减小，势截面减小，势必造成温升增高，就算温升满足要求，压降增必造成温升增高，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然的。

大，能耗增大，用户运行成本增高是必然的。

六、母线、母线槽、封闭母线六、母线、母线槽、封闭母线11）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/T5585.12-2005。

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，在搭低，价格低，最大的缺陷是表面易氧化，在搭接处易出现故障，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，电能与铜相同，内芯是铝，重量轻，成本低，电阻率接近铜，机械强度满足成套电气设备的要阻率接近铜，机械强度满足成套电气设备的要求，价格是铜排的一半，是替代铜排的最佳材求，价格是铜排的一半，是替代铜排的最佳材料。

料。

性能指标性能指标铜铝复合排铜铝复合排铜铜排排铝铝排排铜层比例铜层比例（%）（%）20%20%100%100%0%0%导电率（导电率（%IACS%IACS）7070979759.559.5拉伸强度拉伸强度（MPa）（MPa）1201202352359595延伸率延伸率（%）（%）77密密度（度（g/g/33）3.943.948.898.892.72.72020时电阻率（时电阻率（22/m/m）0.025680.025680.017770.017770.0290.029剪切强度剪切强度（MPa）（MPa）3535/撕裂强度撕裂强度（MPa）（MPa）33/热膨胀性能热膨胀性能17101710-6-6/23102310-6-6/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。

22）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11）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。

22）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=I2Rt=I2KfRdct（J）式中I通过的电流（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。

44）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