中压开关柜母排形状选择

1. 引言

母排也称汇流排，在变、配电设备中担负着传导电流的重要作用。母线的材料主要有铜、铝、钢三种，除在特殊场合使用的母线外，一般采用铜母线比较多。母线的形状有圆形、矩形（包括全圆角和直角）、管型、D型，矩形截面使用最多；

母线可用经济电流密度的方法确定截面。所谓经济电流密度是根据线路投资、年运行费用及节约有色金属等因素综合计算而出的。母线除满足导电截面要求外，还需要按短路条件进行动、热稳定校验计算，在动稳定计算中，母线在弯曲时所产生的计算应力σjs大于母线的许用应力，就需要变更母线的设计方式、增加相间距离、减少绝缘子的跨距和增大母线截面等方法，来减小σjs。

2.  40.5kV 中压柜的母排截面选择

对于40.5kV 中压柜，由于电压高，绝缘水平要求高，因此母排的选择更应该考虑开关柜整体绝缘要求，因此优先选择管型铜排。 下图是空气中，不同形状电极对板之间距离与雷电冲击电压之间的关系，棒电极相当于矩形铜排的厚边，40mm直径球体相当于圆管，可以看出在相同的距离下，圆管的耐雷电冲击水平高得多，而直径越大，越接近均匀电场，因此耐压水平越高，圆铜管排更加适合作为40.5KV开关柜的母线。

另外在大电流的情况下，矩形母线需要采用多片导体，引起的附加损耗、集肤效应系数大，电流分布不均匀，载流能力下降很大，在相同截面积的情况下，不同截面形状的导体受集肤效应影响的情况如下，可以看出圆管比矩形铜排更加具有优异的导电能力。

 常用铜排 规格比较

3.  典型40.5kV开关柜铜排系统比较

 

40.5kV 2500A 主母排 电流比较

 

40.5kV开关柜管型母排示例

 

管型母排优点很多，尤其用在40.5KV开关柜上，困难之处主要在于铜排之间的连接上，主要有以下几种方式：

a.    端面连接，利用铜管的端面进行连接。

b.    压扁连接，通过把铜管连接处压扁，通过扁铜排过渡连接。

c.     圆面连接，通过圆管外圆面进行连接。

4.     结语

由于40.5KV开关柜十分重要，因此产品的设计需要尽量可靠。管型母排具有电场及导电好等特点，通过现在高水平的制造加工能力，完全可以更好的应用在产品上，真正解决开关柜可靠性问题。