[发明专利]一种主母线装置及其安装方法

说明书

本发明涉及主母线技术领域，具体为一种主母线装置及其安装方法，包括第一主母线和第二主母线，所述第一主母线和第二主母线的形状都为一侧带有开口；所述第一主母线和第二主母线的开口相对设置，且所述第一主母线和第二主母线之间存在间隙，形成一主母线层；若干所述第一主母线和第二主母线相对设置形成的若干主母线层呈纵向排列得到母线装置，且各主母线层之间存在间隙。该发明相同截面积具有更高的载流量，能有效降低设备运行温度。相同额定电流和温升要求下截面积更小，能减少铜材用量。同时，本发明的主母线装置提出利用母线间空隙穿过连接螺栓，在设计和生产过程中均不需要在主母线上打孔，实现了标准化的设计和生产。

技术领域

本发明涉及主母线技术领域，具体为主母线装置及其安装方法。

背景技术

母线大量运用于电力行业，作为电能的主要传输系统，高、低压成套开关设备和控制设备通常采用频率为50HZ或60HZ的交流系统，而交流电流在母线中传输时会产生集肤效应，相同截面积的母线，不同的形状和排列方式下的载流量存在较大差异。高、低压成套开关设备和控制设备的主母线装置，因为需要考虑母线的支撑和安装、连接、散热、空间占用等较多因素，并未使用最理想的母线形状和排列方式。公开的资料显示：静止空气中，在环境温度40摄氏度下温升为50度时，2*10*100的矩形铜母线截面积为2000平方毫米，竖放运行电流为3100A，单位面积的载流量为1.55A/平方毫米，载流能力较低；边长63.5毫米，厚度4.76毫米的L形双槽型铜母线截面积为1084平方毫米，同等条件下载流量为3000A，单位面积的载流量为2.767A/平方毫米，载流能力较高，是前者的1.78倍。但因L形双槽型母线结构特殊，在高、低压成套开关设备和控制设备中安装和连接困难，故并未在高、低压成套开关设备和控制设备中实际应用。受技术局限影响，针对母线的载流性能提高的技术开发较少，更多的研究和技术改进集中在设备的通风散热方面，高、低压成套开关设备和控制设备主母线仍主要采用载流能力较差的竖放安装方案的矩形主母线装置，也有采用载流能力比矩形主母线装置稍强的带开口的方管型母线。本发明专利研究对比的范围为高、低压成套开关设备和控制设备常用的主母线装置，非高、低压成套开关设备和控制设备的主母线装置及不适合高、低压成套开关设备和控制设备采用的主母线装置不在对比范围内。

当母线处于自由空气中或其他冷却介质中，或采用强迫风冷时，载流值会发生明显变化，需要在所处的特殊环境下采集数据，作为产品实际应用的依据，但静止空气中的载流量是判断母线载流能力的基础数据，本专利探讨的主母线的载流量大小，是基于母线处于静止空气中的试验数据，以此为依据来说明各类技术方案的差异。

目前高、低压成套开关设备和控制设备主要采用的竖放安装方案的矩形主母线，具有安装、连接方便的特点，但主母线上需要根据支母线的连接要求进行复杂的设计和加工，设计工作量大、生产组织困难、加工周期长、无法标准化、物料准备难度大、过程中错误频发、影响成品交货期等等。

一、现有的几种典型技术方案

下图展示的矩形母线排列方式，是目前高、低压成套开关设备和控制设备主要采用的主母线系统，当额定电流分别为3100A、4000A时铜母线的规格和排列方式见图2：

根据实际应用以及国家标准的要求，主母线采用铜母线，在经表面镀锡或镀银处理后，额定电流下温升系数的要求为不高于65K。由于交流电流具有集肤效应，以及大电流情况下母线需要充分散热，现有的排列方式需要采用较大截面积的母线才能满足各规格额定电流下温升的要求。在静止空气环境中，要满足上述要求，这两种规格额定电流下铜母线的截面积分别为：3100A为2000平方毫米，4000A为3000平方毫米。由于铜母线采用高导电电解铜，属于贵金属，价格昂贵，现有技术下，主母线的铜材用量严重偏高，造成高、低压成套开关设备成本偏高，既不利于产品的实际应用，也不利于市场竞争，同时对贵金属资源造成浪费。

为了提高大电流主母线的散热能力，减少额定电流下铜母线的截面积从而降低铜材的使用量，出现了将主母线分上下两层安装的技术方案，见图3：