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母线槽无孔连接的技术应用

发布时间:2021-10-07 08:55:26 | 点击:112   

1母线槽运用概述

在低压成套开关设备的生产中,开关柜的结构不断改进,从前期的PGL、GCL、GCK到现在的GCS、MNS.sIVAcON、OKAY等类型的低压成套开关设备,开关柜的结构和防护等级不断的行进,现已能够到达国家规范要求的分隔方法4和防护等级IP54或更高,而主母线槽(水平母线槽)的载流才能却行进不多,一方面是因为母线槽的布局受到开关柜空间的束缚,另一方面是因为大电流下母线槽联接困难的问题没有处理。

现在,低压成套开关设备母线槽系统的联接主要是运用螺栓联接。螺栓联接在小电流、母线槽数量不多的状况下具有紧凑、可靠、便利等特色;而跟着用电设备的添加,开关柜的容量越来越大,用螺栓联接的缺点也日益显露出来:因为需要在母线槽上钻螺栓孔,形成母线槽截面不同,必然引起母线槽电流流线的畸变,如图1所示。所以要求螺栓用孔尽可能的小以尽量减小对电流的影响,但是在配电房里进行拼柜的过程中不可避免的存在累积公役,开关柜的数量越多累积公役越大,往往形成配电母线槽和主母线槽的螺栓孔发生错位。为了处理螺栓孔错位问题,大都状况下是选用冲椭圆形孔或冲大孔。这就存在矛盾:螺栓孔开大了,严重影响母排载流量,螺栓孔开小了,设备不便利。研讨新的联接方法成了开关柜制造商的注重的焦点,无孔联接这种新技术逐渐成为规划人员研讨的政策,并且取得必定的成功。现在已有多家厂家研讨出方法各异的的无孔联接技术。笔者也于2001年初步对无孔联接技术进行研讨,并规划出另一种与众不同的无孔联接方法,通过产品试制和实验,证明这种联接方法是卓有成效的。

2无孔联接的运用

现在运用在低压成套设备里的无孔联接方法,大都是选用异型母线槽作为配电母线槽。功用单元的电缆或铜排不是用螺栓直接与异型母线槽联接,而是靠特制的夹具固定在异型母线槽上,以满足不同位置的联接要求,便利设备,行进功率。

 

所选用的无孔联接方法是在水平母线槽不冲螺栓孔的状况下,通过特制的铜块将配电母线槽与水平母线槽联接起来,用压块和螺栓紧固。图2是这种联接方法的示意图。

要知道在母线槽联接处的电阻,除了母线槽自身存在的电阻外,还存在一个接触电阻。这是因为:不管母线槽表面处理得怎样光滑平坦,在微观环境下,母线槽表面也是凹凸不平的,如图3所示,两片母线槽之间的搭接实践上只要母线槽表面上许多小尖峰之间的接触,电流流过搭接面的实践面积减少了,电流线发生严峻的缩短现象,发生缩短电阻R,取其中一点剖析其结构如图4所示。另一方面,母线槽从加工结束到装在开关柜里有必定的时间差,很简单因为暴露在空气里而构成一层薄膜(如氧化膜等),使电阻增大,称为膜电阻R,。所以接触电阻实践上是由这两部分组成,即

公式(1)只是阐明接触电阻的主要组成部分,实践上接触电阻还受接触部分的结构方法、资料、表面加工状况和通电电流大小等许多因素的影响,要准确地核算接触电阻是很困难的。在实践工作中常用表示必定条件下接触电阻与压力的函数联系的经历公式:叫

由公式(2)可知,影响母线槽搭接面接触电阻的主要因素有表面的条件K、m和所施加的压力F。当母线槽表面处理和接触面积确认了,则Kj、m也确认了,于是接触电阻Rj与压力F成为反比联系,压力F越大,接触电阻Rj越小。图5是压力对两片铜导体联接处接触电阻的影响曲线图。

3实验验证

笔者依据多年来对低压成套开关设备的开发规划、工程规划等经历,运用上面接触电阻与压力成反比这个理论依据,规划了如图2所示的无孔联接结构,在确保有满足接触面积的状况下,通过前进压力的方法来减小接触电阻,并先后两次通过做样柜进行通电验证。

第一次验证

低压成套开关设备类型:MNSG;样柜结构:进线柜底子骨架800×x800,馈电柜底子骨架600x800,选用C型槽板拼装而成;水平母线槽:选用2×120x10;安装方位:顶部;外壳防护等级IP40;电流强度3200A;电源和开关柜母线槽之间的联接导线:2x120x10mm2x3m。PC柜、MCC柜的配电母线槽与主母线槽(水平母线槽)的联接选用无孔联接方法(图2所示);实验方法和规范严厉按照国家规范GB7251.1-1997的有关条款。对母线槽系统的要害处和搭接面进行丈量,测得部分温升记载如表1。

表1闪现,母线槽系统的温升契合国家规范GB

7251.1-1997的要求,也就是说规划的无孔联接计划是卓有成效的。当然,要严厉证明这种无孔联接技术的可行性,靠-一-次实验结果是不够的,必须通过多次不同电流强度的实验来验证,所以笔者结合公司低压成套开关设备MNSG恳求国家强制性产品认证(CCC)的需要,进行了第2次验证。

第2次验证

低压成套开关设备型号:MNSG;样柜结构:进线柜底子骨架1000x1000,馈电柜底子骨架600x1000,选用C型槽板拼装而成;水平母线槽:选用4x125x10;安装方位:顶部;外壳防护等级IP40;电流等级:5000A;电源和开关柜母线槽之间的联接导线:6x120x10mm'x3m;PC柜、MCC柜的配电母线槽与主母线槽(水平母线槽)的联接选用无孔联接方法(图2所示)。

表2是温升实验室的质检人员按照国家规范GB7251.1-1997的有关条款对该样柜进行温升实验,对整个母线槽系统的关键处和搭接面进行丈量(测得部分温升记载)

通过公司的质检人员对样柜进行温升实验后,认为此套样柜的母线槽系统完全契合国家规范GB7251.1-1997的要求,所以将该低压成套开关设备(类型MNSG,短时耐受电流80kA,水平母线槽电流500OA)于2004年4月送至湖南电器研究所电器检测实验室,进行国家强制性产品认证(CCC)查验,效果顺畅通过各项实验,并取得了国家强制性产品认证(CCC)查验陈述。

4总结

这种母线槽无孔联接方法,实现了主母线槽不冲螺栓孔而配电母线槽能够在水平母线槽任意方位联接的意图,解决了水平母线槽跟配电母线槽联接难的间题。从实验效果闪现,这种母线槽无孔联接方法,只要确保有满足的接触面积和接触压力,完全能替代螺栓联接满足低压成套开关设备对母线槽系统的要求,完全能够应用于出产中。一些重点工程如广州国际会展中心低压配电柜、京珠高速等工程都部分选用了这种联接方法,运转至今用户反映良好。当然,受目前加工技术和工艺水平的约束,无孔联接技术大规模用于出产还存在必定的难度,如加工成本高级。但随着技术的发展,工艺的进步,无孔联接技术大规模用于低压成套开关设备的出产是可行的,特别是在空间小、电流容量大的状况。

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