低壓成套開關(guān)設(shè)備母線載流量與截面選擇及試驗驗證近年來隨著我國農(nóng)村及城市建設(shè)的發(fā)展，越來越多地需要大量的低壓成套開關(guān)設(shè)備及其配套設(shè)施，由此出現(xiàn)了多種型號及規(guī)格的低壓成套開關(guān)設(shè)備，對于不同型號及規(guī)格的低壓開關(guān)設(shè)備由于其基本結(jié)構(gòu)、母線的排列方式、外形尺寸及其元器件選用的不同，其母線截面選擇亦有不同。下面對于工頻(50Hz)下的母線載流量與截面選擇進(jìn)行一下分析。低壓成套開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求國家標(biāo)準(zhǔn)對開關(guān)設(shè)備母線系統(tǒng)的一般要求在低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)(GB7251.1—eqvIEC439—1)中，對連接母排的設(shè)計、選型、安裝等都提出了許多具體要求，這些要求是：(1)在低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中，母線是''?種可與幾條電路分別連接的低阻抗導(dǎo)體”；(2)在成套設(shè)備進(jìn)線部位，安裝的是主母線一連接一條或幾條配電母線和出線單元的母線：(3)分母線：組成主母線的并聯(lián)導(dǎo)體;(4)配電母線：框架單元內(nèi)的一條母線它連接在主母線上并由它向出線單元供電。母線通常在設(shè)備中起著電能傳輸作用，是完成電氣連接用的一種導(dǎo)體。它還要承載著故障狀態(tài)下、異常大的短路耐受電流和短路峰值電流的考核，連接導(dǎo)體可以根據(jù)相關(guān)短路保護(hù)電器負(fù)載側(cè)的衰減后的短路強(qiáng)度來設(shè)計。例如：一個回路預(yù)期的短路電流是100kA,采用的短路保護(hù)器件分?jǐn)嗄芰σ彩?00kA,而流過的峰值電流只有50kA的分支母線僅需承受己衰減的電流。母線的工作環(huán)境條件是24h平均溫度為+35℃,它還要耐受工作中的溫升。要經(jīng)得起正常使用時，可能遇到的潮濕影響(GB7251.1的7.1.1條)。母線安裝時,如果是主電路,要有良好的絕緣支撐和保持一定的極與極之間、帶電部件與接地部件之間的電氣間隙,應(yīng)能承受額定沖擊耐受電流的沖擊(在一條長母線上,保持絕緣支撐件的一定數(shù)量與相應(yīng)距離一經(jīng)型式試驗驗證的)。母線選擇的一個重要數(shù)據(jù)—截面母線截面根據(jù)母線在成套設(shè)備內(nèi)部安裝位置及起的作用，在標(biāo)準(zhǔn)中，已有若干規(guī)定(GB7251.1的7.5.5.1條和7.8.1條、7.8.2條、表8、表9等)。相關(guān)的因素是：(1)母線材質(zhì)、截面形狀、電流密度：(2)母線在設(shè)備內(nèi)的不同部位、布置、固定;(3)母線的支撐件、固定件的選型：(4)耐受電動力、熱應(yīng)力：(5)母線系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果要通過型式試驗驗證。2母線截面選擇母線截面選擇的指導(dǎo)文件有1EC439-1低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第一部分型式試驗和部分型式試驗成套設(shè)備中對于外接試驗導(dǎo)體的截面積規(guī)定［1］,和IEC890用外推法檢查低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備通過部分型式試驗成套設(shè)備的溫升中對于用來作為電器和母線之間的連接的裸導(dǎo)體的規(guī)定［2］。外接試驗導(dǎo)體截面積的規(guī)定IEC439-1低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設(shè)備中對于外接試驗導(dǎo)體的截面積規(guī)定見表口］。表L外接誠鴕導(dǎo)體的截面積_試般皿玳甌殖外一__.屯境_陰］唐r而等加"air.ji羹癡數(shù)母/喝U15:2532X]t&O網(wǎng)皿*腦275500LUO1.4JL幣14=J3￡34.0Sh.€a]?IJf=E"1XJS'1Sit1SO-J才口I“111皴1i5DI1951INS]240!:M刖,3”K5J61&￡14x53由11I葩1一匕“3Die*助24口2a<SX-&1136Ki340XJ￡出馬刑不2。。才乂wn聞。工54IQftM1。5表1中給出的同等載流量的截面是考慮到所有開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的情況，無論大小柜體，產(chǎn)品類型等，并且是型式試驗時所用母排，因此要偏大些，以適應(yīng)所有情況，以便通過型式試驗。結(jié)論是：表1給出的是同等載流量的所取最大截面。裸導(dǎo)體的操作電流和功率IEC890用外推法檢查低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，通過部分型式試驗，如成套設(shè)備的溫升試驗，

可以對連接電器和母線之間的裸導(dǎo)體的操作電流和功率進(jìn)行理論計算，并得出結(jié)果。見表2［2］。不同環(huán)境溫度、不同母線溫度時的載流量計算在上述表2中給出的是導(dǎo)體周圍空氣溫度分別為35℃及55℃,及導(dǎo)體允許工作溫度65℃時不同截面的載流量。若導(dǎo)體周圍空氣溫度為其它溫度或?qū)w允許工作溫度不是65℃時，可利用下列的曲線圖（見圖1）求出修正系數(shù)進(jìn)行修正。圖來源于德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN4367I,在歐共體中已得到廣泛引用。這樣，則可以說：表2及圖1給出的是：母排截面的中間值（理論值）：圖中的基準(zhǔn)點(diǎn)是當(dāng)周圍環(huán)境溫度平均值35℃,而母線工作溫度65℃時，修正系數(shù)定為I。例如求當(dāng)周圍環(huán)境溫度平均值35℃、而母線工作溫度70℃時的修正系數(shù)為L09。也耕是說在周圍環(huán)境溫度平均值35℃、，而母線工作溫度65℃時，所選截面35mm2。、可通過IOOA電流，若允許母線工作溫度70℃時，該截面母排可通過109A電流。再如表2中，母排尺寸20mmx5mm截面99.1mm2,在周圍環(huán)境溫度平均值35℃,而母線工作溫度65℃時，允許通過電流218A。當(dāng)周圍環(huán)境溫度平均值25℃、而母線工作溫度65℃時，允許通過電流則為218x1.17=255（A）O可給出公式：電流最終值二系數(shù)Wx電流基值/A;K為溫度修正系數(shù)，由圖查出。*2電器和母線間連揍的裸導(dǎo)體的操作電流和單位長度功率損耗*2電器和母線間連揍的裸導(dǎo)體的操作電流和單位長度功率損耗3論然曲越式愍（岫］斐??<￡囪積劑BIB(/導(dǎo)林的■大允忤血度招七知-尤內(nèi)界埠周圍的室Sifi理相t如?的叔胱、式卵殼肉導(dǎo)俸隅懾的空氣溫度&sE50-5013=AC.K工件*功卓惘怪，■山工偉電瓶_/廣_助率損耗工作邨￡席位悵度功*地籍ne1：作電瓶,,/r電W住度功軍械耗M■<S3x223.5羽w麗，；4694.21品"專i5xy29.A9615日7.H昌怎5.4L215.415Z344i5-襦41,i初9.51能A,§I收6,320y23生5I15s.g1朋&9契1.5172?.?匆M35和5I52S.02491k日1255.4啞a.a刎X5我」*“。9348I||■1■”中6.1m印IB.420X]O34-8JZ.KU48劃a.eSJ715,02mx5l科10,7如3:204.Ju丁」即即里myox5剛zas11,6研如r.6械IL.3和XIQ啪桶工ir.sM04的”，5/UDZJ.-&JOX5［四U.SE4月281隊6S32加范Ida1躬Mfi2.J,71^5確1五3IQ3R魏6犯乂5w410H.7怵J,8甑5ESOx[0805￡8.目1昌6。麗19.212?03G,fl(OXS￡99192IT.2施。32.14口￡IL57曲21.￡6。X19究口MJ11捌8墻，2靠拙地a15妁錨日xS洶qMB52.?1鳴6&S2.15.3]CS2姓T泅XIG了四]41a2432臨ftJt>32皿y1刪53.5|岫x京4船MS城2L別。M巨—儲E15JSD怖9tooXL0演IS6fl58.426HGS6.21則39.JE順5L012。X10J3電］總4日跖》熊始J帕，5央加|弓工總注I■每相一個導(dǎo)體；..每相西代導(dǎo)體弱汨孤宛崎totolor|訴弱汨孤宛崎totolor|訴JLD||3L9溶琳蛭工作溫度uc母坡載流量與江流排溫度的關(guān)系表2及圖1給出的是既考慮到導(dǎo)體周圍溫度及導(dǎo)體本身溫升,不同柜型（含密封柜）,不同母排數(shù)量（每相的導(dǎo)體數(shù)）后的同等截面的允許電流和功耗。這樣則可以說：表2及圖1給出的是：母排截面的中間值（理論值）。3通過型式試驗驗證的母線載流量與截面積通過型式試驗驗證的母線載流量與截面積根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗通過大量試驗驗證母線裁流量與截面積見表3。母線載流量與截面選擇的試驗驗證以某公司生產(chǎn)的系列低壓成套開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品為例，其主母線規(guī)格和額定電流經(jīng)試驗驗證符合標(biāo)準(zhǔn)要求，測試其溫升數(shù)據(jù)見表4。表4不同額定電流的母線規(guī)格和試照驗證產(chǎn)品怛號和定覽流仆主斷箭器朋線畸都開水1-1LI-,,_Li11h吼匕和d瓦a麗05路呂XL-2L咕30T柑-EX國口,72附359.6降)5&-S恥取電*柏H-0E&32.)冊D畫匪箱1QU3sB5凡］限目60＜；KZ弛域如版印4WW-fiX(MJ57.4油.6JSG.3制/工斤網(wǎng)m-2(iGxiW5嘰1□4.0□4.J&&.：漪一3ft04GCB2曲。ntf2"(舊xiQfliM9m.y:GLB崗事600W-3f5K3D)區(qū)d腑965.4MGS3.&S2.0饗i2500嘮IMJg?前.06S.7&S.Q62.0通。Dff-3(l4x1期"3帆464.TEL8番阻59.6ti￡K5則TW^'ilOK100)的一26S.7&3.3t>7.463.1演.7RD2500m-2(WK|朝｝59.11f/ii：65.￡的，5&L9由表看全部溫升值均為合格。求取全部溫升值的算術(shù)平均值為6L3K,最大值為69.7K,相當(dāng)于平均值的114%,最小值為321K相當(dāng)于平均值的52.4%,再求主斷路器中相算術(shù)平均值為62.9K,最大值為69.7K,相當(dāng)于平均值的111%,最小值為54K相當(dāng)于平均值的85.9%。結(jié)論是均在允許范圍內(nèi)。GCK柜的溫升斷路器中相溫升69.7K為統(tǒng)計最大值，說明柜內(nèi)安裝過于緊湊、通風(fēng)條件不好，但也是在允許范圍(70K)內(nèi)，所選各規(guī)格母排截面均是可行的。322以數(shù)十家低壓開關(guān)柜產(chǎn)品為例，驗證額定電流為2500A元器件選用相同的框架等級，相同截面的母線溫升試驗測試數(shù)據(jù)見表5。由表5看全部溫升值均為合格。求取全部溫升值的算術(shù)平均值為59.4K,最大值為68.8K,相當(dāng)于平均值的116%,最小值為39.5K相當(dāng)于平均值的66.5%,再求主斷路器中相算術(shù)平均值為6L7K,最大值為68.8K,相當(dāng)于平均值的112%,最小值為40K相當(dāng)于平均值的64.8%。結(jié)論是均在允許范圍（70K）內(nèi)，所選規(guī)格母排截面均是可行的。3.2.3相同的額定電流，相同截面的母線溫升測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖見圖2。圖2母線溫升測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計想4結(jié)論根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過理論計算和試驗可得出基本結(jié)論：為了使型式試驗通過，同樣載流量時，應(yīng)給出所取截面的最大值，按表l選取。為了適應(yīng)各種柜型和柜體的需要，充分考慮母排工作周圍溫度及溫升，應(yīng)先給出中間值（理論值），按表2選取，然后通過溫升外推法（見IEC890“用外推法檢查低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備通過部分型式試驗成套設(shè)備的溫升”。）進(jìn)行驗算，以證明其是占符含允許溫井要求：一般的經(jīng)驗是在理論值基礎(chǔ)上，在防護(hù)等級大于IP40，且無通風(fēng)情況下，選取截面上升（擴(kuò)大）一個檔次。（試驗證明，否則母線溫升將接近90K。）對大多數(shù)的低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備及各種開關(guān)柜、控制柜，則應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)原則選取截面。按表3選取。經(jīng)濟(jì)原則的出發(fā)點(diǎn)為：既滿足低壓