母線培訓(xùn)教材

1、母線加工、安裝和質(zhì)量檢驗(yàn)1 概述：發(fā)電廠和配電室中的高低壓開關(guān)柜普遍都采用母線以連接電源和各種電器來傳輸和分配電能，尤其并聯(lián)母線輸送大電流比敷設(shè)電纜經(jīng)濟(jì)的多，其基建費(fèi)用要降低15-65%，黑色金屬耗量降低40-65%，電能損耗降低50-75%。2 母線的機(jī)械和電氣性能，應(yīng)滿足下表規(guī)定：母線名稱母線型號(hào)最小抗拉強(qiáng)度（N/mm2）最小伸長率（%）20時(shí)最大電阻率（·m）銅母線TMY25560.01777鋁母線LMY11530.0290鋁合金管母線LF21Y1370.03733 母線的選擇：一般鋁母線，母線加工前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，要求其任一斷面截面面積減少量與標(biāo)稱截面積之比銅排1%；鋁排1.5%

2、。母線的選擇一般按載流發(fā)熱、再校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定來確定母線規(guī)格。即母線截面的選擇應(yīng)以母線長期允許導(dǎo)電電流為準(zhǔn)，總母線（匯流排）以各分支木線電流之和進(jìn)行選擇，分支母線以被連接支路額定電流為準(zhǔn)進(jìn)行選擇。銅排截面與允許負(fù)荷電流（A）見下表：母線截面積/mm2環(huán)境溫度250C350C400C平放豎放平放豎放平放豎放15X320021017618516217120X326127523324521422525X332334028530027128530X445147539441536638540X459367552255048451040X566570058855155158050X58168607207606

3、6970550X690695579784073577560X61069110594099087392060X812511320110111601016107060X1013951475123012951133119580X613601480119513001110120580X815531690136114881260137080X10174719001531166514171540100X6166518101557159213561475100X8191120801674182015461668100X10212123101865202517201870120X822102400194021

4、1018001955120X10243526502152223419962170*下面是對條母線允許的載流量的計(jì)算值：變電所各種規(guī)格的矩形銅母排導(dǎo)體長期允許載流量A 導(dǎo)體尺寸h×b(mm)單條雙條三條四條40×448039740×554244850×458646950×566154660×6825682127810561692139860×8989817154512772016166660×101112919173714362267187480×610748881641135621051740243520

5、1280×81274105319461608249120582863236680×1014271179217517982774229331672617100×613051079195516162507207228863385100×815421274229818992933242433592776100×1017281428255821143181262936222993125×615311269223618481901157132232664120×818001488261621623240267836933052120&

6、#215;1020051657288523823576295540563352注：1載流量系按最高允許溫度+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25、無風(fēng)、無日照條件計(jì)算的；2上表導(dǎo)體尺寸中，h為寬度，b為厚度；3上表當(dāng)導(dǎo)體為四條時(shí)，第二、三片間距皆為50mm；4上表中開啟平置，在封閉開關(guān)柜內(nèi)配置；5當(dāng)開啟豎放時(shí)，導(dǎo)體的載流量為平置時(shí)的1.33倍。4 母線加工：母線連接前應(yīng)根據(jù)被連接電器的尺寸、電流、相序等進(jìn)行加工，其加工工藝過程為：母先選擇 下料 調(diào)直 校平 打孔 去毛刺 折彎 端面校平 表面處理（電鍍/鍍銀/噴漆） 烘干。4.1母線打孔：分沖孔和鉆孔，在具有沖模時(shí)，應(yīng)盡可能冷沖加工，沒有相應(yīng)的沖模時(shí)，可以

7、采用鉆床鉆孔。母線連接尺寸見下（mm）螺栓直徑456810121618通孔直徑4.55.56.5911131719螺栓直徑2022242730333642通孔直徑22242629333639454.2母線的彎曲：a母線彎曲應(yīng)在三點(diǎn)式液壓彎曲機(jī)上或?qū)Ｓ脧澢Ｉ线M(jìn)行冷彎制作，彎曲處距絕緣子固定螺栓的距離應(yīng)50mm，距母排搭接處的距離30mm。彎曲處時(shí)不允許有裂紋和明顯折皺現(xiàn)象，皺紋高度1mm。b母線進(jìn)行直角冷彎不能保證其彎曲質(zhì)量時(shí)，可以在熱態(tài)下進(jìn)行彎曲，其加熱溫度為：銅母線500-550OC；鋁母線200-250 OC。c母線平彎的最小彎曲半徑應(yīng)符合下表：母線規(guī)格（寬X厚/aXb）最小彎曲半徑銅鋁

8、50X52b2b60X52b2.5bd母線立彎最小彎曲半徑應(yīng)符合下表：母線規(guī)格（寬X厚）最小彎曲半徑銅鋁50X5a1.5a60X51.5a2a4.3母線扭麻花彎可在臺(tái)虎鉗或?qū)Ｓ霉ぞ呱线M(jìn)行，要求其扭彎部分長度應(yīng)大于母線寬度的1.2倍，一般取2.5倍。4.4母線搭接表面的處理：為了提高母線連接的可靠性，應(yīng)對母線搭接部位進(jìn)行打麻點(diǎn)校平（壓花），校平間隙為0.025mm。校平后其寬度尺寸誤差應(yīng)不大于標(biāo)稱寬度的5%。母線校平后應(yīng)對搭接處進(jìn)行搪錫或鍍銀處理，以保證其接觸電阻不大于母線自身長度電阻。4.5母線的涂漆和相序排列：母線涂漆具有保護(hù)金屬表面免遭化學(xué)及電化學(xué)腐蝕、標(biāo)識(shí)相序和發(fā)熱輻射作用。涂漆處距搭接

9、母線兩側(cè)應(yīng)不小于10mm，在沒有涂漆的地方涂中性凡士林加以保護(hù)。母線的相序有涂漆、粘不干膠色標(biāo)的方法加以標(biāo)記，以便運(yùn)行與檢修。其色標(biāo)和相序排列規(guī)定見下表：注：安裝位置按柜、屏正視方向。組別符號(hào)涂漆顏色母線安裝相互位置垂直布置前后布置水平布置A相U黃上后左B相V綠中中中C相W紅下前右正極L+棕上后左負(fù)極L-藍(lán)下前右中性線N淡藍(lán)最下最前最右安全接地線保護(hù)接地PE黃綠雙色-E5母線的安裝5.1母線搭接區(qū)內(nèi)的電流分布與搭接長度：0 76 152 228 304 380 456 532 圖1：母線搭接區(qū)內(nèi)電流分布圖 厚度 608 684 760 836 902 10k a）L：=10 Rc/R （接觸電

10、阻/同長度電阻） Ldu/mv 152 190 228 266 304 342 3 494 532 570 20 38 114 1du/mv 380 418 456 b）L：=5 152 190 228 2 4 6 8 10 圖2：接觸電阻與搭接長度之關(guān)系 L/0 38 76 114du/mv 266 304 342 380 418 556 c）L：=2 在母線接觸連接的搭接區(qū)內(nèi)，電流的分布是不均勻的，并且同母線的搭接區(qū)長度l與母線厚度之比有很大的關(guān)系。上面是L/分別為10、5、2時(shí)，運(yùn)用保角變換法和SchwarzZhristoffel定律計(jì)算，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過的搭接區(qū)內(nèi)電流和等電位線的分別情況

11、。從圖1中可見，L：5的條件下，電流實(shí)際上已通過了全部分界面；而在l：2以后，電流更幾乎是均勻地通過全部分界面。反之，若L：值甚大，則電流線在整個(gè)搭接長度都接近與分界面（圖中虛線）平行。也就是說，在搭接長度L時(shí)，母線接觸連接的接觸面利用率很差，因而接觸電阻相對地亦較大。（實(shí)際接觸面還與接觸面的微觀不平度有關(guān)）。從圖2中可知，隨著搭接長度L增大，搭接電阻將減少。然而，當(dāng)L值相對來說不大時(shí)，電阻減少的很快，反之減少的慢。這是由搭接區(qū)的電流分布決定的。當(dāng)L/=5-7時(shí)，Rc與R之比已接近其最小值0.5，此即為最佳的L/值。因此，一般情況下搭接區(qū)長度L取為母線厚度的5-7倍，以期兼收降低接觸電阻與節(jié)省

12、材料之利。5.2栓接的搭接段，采用栓接時(shí)，搭接段的長度仍以5-7倍母線厚度為宜，或者搭接長度為0.8-1.0倍母線寬度。但為了改善電流分布情況，降低接觸電阻及提高其穩(wěn)定性，將母線搭接段的端部加工成具有45O的傾斜角的斜面是頗為有效的。5.3母線連接緊固壓力和蠕變： 高溫下的母線在螺栓壓力的作用下會(huì)因蠕變極限的下降發(fā)生材料的“流動(dòng)”。當(dāng)母線因塑性變形減薄后，螺栓連接就松弛了。于是，接觸壓力減少，接觸電阻增大，使溫度繼續(xù)上升，而蠕變極限則持續(xù)降低，形成一種惡性循環(huán)。如果接觸壓力不夠，接觸不良，其最終結(jié)果是搭接區(qū)內(nèi)發(fā)生弧光放電，將接觸表面灼傷。適當(dāng)增大緊固壓力雖然能使接觸電阻和溫升下降，但與此同時(shí)蠕

13、變卻加劇了，以致接觸電阻應(yīng)應(yīng)力松弛又增大，這是一個(gè)矛盾。當(dāng)壓力增大到一定程度后，接觸電阻將趨于穩(wěn)定，再繼續(xù)增大壓力，對減少接觸電阻已無明顯作用，徒然使蠕變極限下降而已。接觸電阻不僅與正壓力有關(guān)，而且受緊固件墊圈尺寸的影響，當(dāng)采用大墊圈時(shí)，接觸電阻將降低很多。母線材料的蠕變和緊固螺栓受熱后發(fā)生的形變，會(huì)使接觸壓力不穩(wěn)定，以致接觸電阻也不穩(wěn)定。為穩(wěn)定緊固壓力，一般采取的措施有：l 選用與與母線材料的線膨脹系數(shù)相近的材料螺栓，以保持接觸壓力大體不變。l 采用具有2O-5O傾斜角的鋼質(zhì)螺栓，利用它能部分地起到防止接觸壓力于溫度發(fā)生變化時(shí)有較大的變化。l 采用能夠補(bǔ)償熱膨脹的碟形彈簧，使接觸壓力維持在一

14、定水平上。l 采用總厚度達(dá)7-8mm的鋼質(zhì)墊圈組和加長了的緊固螺栓，以減少母線和螺栓于發(fā)熱時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，從而消弱蠕變效應(yīng)，使接觸壓力不致發(fā)生較大變化。5.4母線搭接表面清理和螺栓貫穿方式：母線加工好必須保持表面清潔干凈，并涂以電力復(fù)合脂。以前習(xí)慣用中性凡士林，由于其熱融點(diǎn)只有54OC，在正常的運(yùn)行70 OC情況下，早已流淌，使母線接頭間產(chǎn)生間隙，灰塵、水份隨之侵入間隙中，增加了母線接觸電阻，引起搭接處發(fā)熱。另外，中性凡士林對銅鋁母線連接所產(chǎn)生的電化腐蝕無緩解作用，抗鹽霧能力差。所以，GBJ149-90規(guī)定母線搭接面應(yīng)涂電力復(fù)合脂而不采用中性凡士林。母線安裝時(shí)應(yīng)保持搭接面自然接觸，最小允許搭接

15、非自然平度不超過2mm，嚴(yán)禁在受應(yīng)力情況下強(qiáng)行安裝。母線平置時(shí)貫穿螺栓應(yīng)由下往上穿；其余情況下，螺母應(yīng)置于維護(hù)側(cè)，螺栓長度宜露出螺母23個(gè)螺距；貫穿螺栓連接的母線兩外側(cè)均應(yīng)有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應(yīng)有3 mm以上的凈距，螺母側(cè)應(yīng)裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。平墊圈應(yīng)采用加厚墊圈。5.5母線緊固方法規(guī)定：母線緊固后檢查接觸是否良好，以前一直沿用對母線的接觸面間隙用0.05 mm×10 mm塞尺檢驗(yàn)，接觸面寬50 mm及以下時(shí)，塞入深度不大于4 mm；接觸面寬60 mm及以上時(shí)，塞入深度不大于6 mm。由于這一檢驗(yàn)方法不能充分有效的反映接觸面的實(shí)際情況，新GBJ149-90中用力距扳手緊固螺栓

16、代替塞尺檢查。力距扳手緊固螺栓可使每個(gè)系統(tǒng)直徑的螺栓對母線的壓力相等，受力均勻，可增加母線接觸面，從而減少接觸電阻，使母線不致過熱。連接螺栓一般選用強(qiáng)度為4.6級(jí)的鋼制螺栓，對于4000A及以上電流的母線連接螺栓應(yīng)選用不銹鋼螺栓（A2-70）。連接螺栓應(yīng)用力矩扳手緊固，強(qiáng)度為4.6級(jí)鋼制螺栓的緊固力矩值應(yīng)按GBJ149-90表的規(guī)定。母線連接當(dāng)螺栓緊固后，應(yīng)將螺母、墊圈打上緊固標(biāo)記。 4.6級(jí)鋼制螺栓的緊固力矩值螺栓規(guī)格M8M10M12M14M16M18M20M24扳手力矩(N·m)8.810.817.722.631.439.251.060.878.598.198.0127.4156

17、.9196.2274.6343.25.6母線搭接方式：GBJ149-90表，當(dāng)母線與設(shè)備接線端子連接時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行GB變壓器、高壓電器和套管的接線端子的要求。搭接形式類別序號(hào)連接尺寸（mm）鉆孔要求螺栓規(guī)格（mm）個(gè)數(shù)直線連接11251252100100174M1638080134M1246363114M105505094M86454594M8垂直連接7404080132M12831.531.563112M10925255092M8直線連接10125125214M2011125100-80174M161212563134M1213100100-80174M16148080-63134M1215

18、6363-50114M1016505094M817454594M81812550-40172M161910063-40172M16208063-40152M14216350-40132M12225045-40112M10236331.5-25112M10245031.5-2592M82512531.5-2560112M102610031.5-255092M8278031.5-255092M8284040-31.5131M12294025111M103031.531.5-25111M1031252291M8注：螺栓裝配用螺孔可用圓孔或長圓孔，圓孔按Q/BY 038-2001的要求選擇，長圓孔按Q

19、/BY 031-2000的優(yōu)選系列選取，即M1011/11×14，M1214/13×17，M1618/17×22，M2022/22×28，長圓孔的方向應(yīng)與母線的長度方向一致。5.7 母線搭接面的處理應(yīng)遵守的原則：l 銅與銅：室外、高溫且潮濕或?qū)δ妇€有腐蝕性氣體的室內(nèi)，必須搪錫或鍍銀；l 鋁與鋁：直接連接；l 鋼與鋼：必須鍍鋅或搪錫，不得直接連接；l 銅與鋁：在干燥的室內(nèi)，銅導(dǎo)體應(yīng)搪錫，室外或空氣相對濕度接近100%和室內(nèi)，應(yīng)采用銅鋁過渡板，銅端應(yīng)搪錫；l 鋼與銅或鋁：鋼搭接面必須鍍鋅或搪錫；l 封閉母線螺栓固定搭接面應(yīng)搪錫或鍍銀。5 母線安裝的質(zhì)量檢驗(yàn)序

20、項(xiàng)目要求檢驗(yàn)方法備注1安裝間隙檢驗(yàn)2500A及以下，用力距扳手測量其力矩，應(yīng)符合上5.5表之要求；3150A及以上，除打力矩外，還應(yīng)用10X0.03塞尺插入搭接區(qū)周邊檢查其插入深度不超過25%。力矩扳手和塞尺用于可拆卸的搭接2接觸電阻測量測量其接觸電阻不大于同等長度單根母線電阻，或壓降不大于7mv。具體見“接觸電阻培訓(xùn)教材”。直流壓降法或毫歐計(jì)適用所有連接3扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)施加扭距達(dá)到螺栓屈服極限的90%，并保持20S，再反向試驗(yàn)一次，螺栓不能松動(dòng)為合格。扭力機(jī)適用所有連接4振動(dòng)試驗(yàn)以20-25Hz固有頻率施加9.8m/s2加速度6h，無變形和松動(dòng)，接觸電阻及溫升值不變。震動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)適用所有連接5溫升試驗(yàn)施加額定電流的1.1倍電流，測量連接處發(fā)熱穩(wěn)定后的溫升值，不超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：Al-Al；Cu-