大电流解决方案

随着光伏、风电等绿色清洁能源规模的扩大，并网电流也越来越大，12kV 5000A以上，40.5kV 4000A的需求屡见不鲜，因此从断路器到开关柜都需要大电流。

电流的大小由温升决定，有时会出现有关母线搭接尺寸和母线接头中所需螺栓数量的问题。 决定母线工作是否足够的因素是温升。 如果温升小于相关产品标准给出的限制，则母线及其接头是合格的。 如果温度过高，则搭接或螺栓数量不正常。

当两个汇流排用螺栓连接在一起时，电流从一个汇流排传输到另一个汇流条排，发生在两个汇流排表面上的微观突起因螺栓接头的压力而变形的多个位置。这些变形点中的绝大多数发生在紧固件下。如果从平垫圈的边缘向外投射一条线 45° 穿过母线的厚度，定义了一个表面积，其中有效的排到排发生传导。只要两个汇流排的重叠足以覆盖该区域，螺栓连接就会有效，额外的重叠区域并不重要。 

为了产生使母线上的微突出物变形所需的压力，螺栓扭矩必须相当高。为了获得高扭矩和大接触面积，最好使用几个大螺栓而不是许多小螺栓。对于开关设备和电机控制中的大多数主要总线，我们更喜欢使用 M12螺栓。根据我们的经验，基于大量温升测试，M12 螺栓对于额定电流高达 4000 A 的总线是非常令人满意的连接 . 由于大多数接头是通过将母线螺栓连接到拼接板或管母线，然后将母线的下一段螺栓连接到同一拼接板或管母线而制成的，因此完整的母线到母线接头通常有四个螺栓 。

铜母线通常在所有接头处镀上银、锡或镍，以防止在接头处形成氧化铜。氧化铜是一种半导体，它的存在会导致接头电阻增加和高温。

一般断路器标准系列的最高连续电流额定值为 3150 A。对于需要高于 3150 A 连续电流额定值的系统，我们可以提供两种可能的解决方案。

 

 

首先，我们可以提供带有冷却风扇的标准3150 A 断路器。 我们的设计已在 3750 A 下成功测试，该测试结果表明风扇冷却断路器可以在 4000 A 下应用而不会过热。 这种设计需要一个比标准 914mm宽开关设备，以包括必要的空气管道。 标准风扇控制设备包括一个电流驱动控制装置，可在约 2500 A 时启动风扇，以及一个警报电路，该电路使用气流开关来检测和警报高于此水平的电流时冷却空气的损失。 如果需要，可以提供完全冗余的第二组风扇。 风扇冷却是我们获得更高连续电流额定值的首选方法。

 

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提供高连续电流的第二种方法是并联两个断路器。使用这种方法，我们可以通过并联两个 2000 A 断路器提供大约 3500 A 的连续电流，通过并联两个 3150 A 断路器提供大约 5000 A 的连续电流。当断路器并联时，开断额定值既不增加也不减少。闭合或断开两个并联断路器的精确定时并不重要，因为先关合的断路器可以承载持续电流几毫秒，直到第二个断路器关合，而最后断开的断路器具有开断全故障电流的能力。断路器的并联确实需要特殊的电路来平衡两个断路器之间的电流，每个断路器的单独过流保护以及整个电路的组合过流保护。主母线结构还必须非常小心地平衡，以确保电路两条线路的阻抗相等。并联断路器只能用于拒绝使用风扇冷却电路的用户。

无论使用哪种断路器升流方法，必须特别注意额定电流超过 3150 A 的开关设备母线任何部分的设计。如果主母线超过 3150 A，要求特殊的母线设计满足温升要求。