母線培訓教材

1、母線加工、安裝和質(zhì)量檢驗1 概述：發(fā)電廠和配電室中的高低壓開關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電纜經(jīng)濟的多，其基建費用要降低15-65%，黑色金屬耗量降低40-65%，電能損耗降低50-75%。2 母線的機械和電氣性能，應滿足下表規(guī)定：母線名稱母線型號最小抗拉強度（N/mm2）最小伸長率（%）20時最大電阻率（·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，母線加工前應進行檢驗，要求其任一斷面截面面積減少量與標稱截面積之比銅排1%；鋁排1.5%

2、。母線的選擇一般按載流發(fā)熱、再校驗動熱穩(wěn)定來確定母線規(guī)格。即母線截面的選擇應以母線長期允許導電電流為準，總母線（匯流排）以各分支木線電流之和進行選擇，分支母線以被連接支路額定電流為準進行選擇。銅排截面與允許負荷電流（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算值：變電所各種規(guī)格的矩形銅母排導體長期允許載流量A 導體尺寸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，基準環(huán)境溫度+25、無風、無日照條件計算的；2上表導體尺寸中，h為寬度，b為厚度；3上表當導體為四條時，第二、三片間距皆為50mm；4上表中開啟平置，在封閉開關柜內(nèi)配置；5當開啟豎放時，導體的載流量為平置時的1.33倍。4 母線加工：母線連接前應根據(jù)被連接電器的尺寸、電流、相序等進行加工，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，應盡可能冷沖加工，沒有相應的沖模時，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母線彎曲應在三點式液壓彎曲機上或?qū)Ｓ脧澢Ｉ线M行冷彎制作，彎曲處距絕緣子固定螺栓的距離應50mm，距母排搭接處的距離30mm。彎曲處時不允許有裂紋和明顯折皺現(xiàn)象，皺紋高度1mm。b母線進行直角冷彎不能保證其彎曲質(zhì)量時，可以在熱態(tài)下進行彎曲，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虎鉗或?qū)Ｓ霉ぞ呱线M行，要求其扭彎部分長度應大于母線寬度的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，應對母線搭接部位進行打麻點校平（壓花），校平間隙為0.025mm。校平后其寬度尺寸誤差應不大于標稱寬度的5%。母線校平后應對搭接處進行搪錫或鍍銀處理，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：母線涂漆具有保護金屬表面免遭化學及電化學腐蝕、標識相序和發(fā)熱輻射作用。涂漆處距搭接

9、母線兩側應不小于10mm，在沒有涂漆的地方涂中性凡士林加以保護。母線的相序有涂漆、粘不干膠色標的方法加以標記，以便運行與檢修。其色標和相序排列規(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+棕上后左負極L-藍下前右中性線N淡藍最下最前最右安全接地線保護接地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系。上面是L/分別為10、5、2時，運用保角變換法和SchwarzZhristoffel定律計算，并經(jīng)實驗驗證過的搭接區(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，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。（實際接觸面還與接觸面的微觀不平度有關）。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L值相對來說不大時，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L/=5-7時，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，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因蠕變極限的下降發(fā)生材料的“流動”。當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，其最終結果是搭接區(qū)內(nèi)發(fā)生弧光放電，將接觸表面灼傷。適當增大緊固壓力雖然能使接觸電阻和溫升下降，但與此同時蠕

13、變卻加劇了，以致接觸電阻應應力松弛又增大，這是一個矛盾。當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，而且受緊固件墊圈尺寸的影響，當采用大墊圈時，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)生變化時有較大的變化。l 采用能夠補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)熱時產(chǎn)生的內(nèi)應力，從而消弱蠕變效應，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，并涂以電力復合脂。以前習慣用中性凡士林，由于其熱融點只有54OC，在正常的運行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)定母線搭接面應涂電力復合脂而不采用中性凡士林。母線安裝時應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，嚴禁在受應力情況下強行安裝。母線平置時貫穿螺栓應由下往上穿；其余情況下，螺母應置于維護側，螺栓長度宜露出螺母23個螺距；貫穿螺栓連接的母線兩外側均應有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應有3 mm以上的凈距，螺母側應裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。平墊圈應采用加厚墊圈。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，接觸面寬50 mm及以下時，塞入深度不大于4 mm；接觸面寬60 mm及以上時，塞入深度不大于6 mm。由于這一檢驗方法不能充分有效的反映接觸面的實際情況，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度為4.6級的鋼制螺栓，對于4000A及以上電流的母線連接螺栓應選用不銹鋼螺栓（A2-70）。連接螺栓應用力矩扳手緊固，強度為4.6級鋼制螺栓的緊固力矩值應按GBJ149-90表的規(guī)定。母線連接當螺栓緊固后，應將螺母、墊圈打上緊固標記。 4.6級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，當母線與設備接線端子連接時，應符合現(xiàn)行GB變壓器、高壓電器和套管的接線端子的要求。搭接形式類別序號連接尺寸（mm）鉆孔要求螺栓規(guī)格（mm）個數(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，長圓孔的方向應與母線的長度方向一致。5.7 母線搭接面的處理應遵守的原則：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)，銅導體應搪錫，室外或空氣相對濕度接近100%和室內(nèi)，應采用銅鋁過渡板，銅端應搪錫；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搪錫或鍍銀。5 母線安裝的質(zhì)量檢驗序

20、項目要求檢驗方法備注1安裝間隙檢驗2500A及以下，用力距扳手測量其力矩，應符合上5.5表之要求；3150A及以上，除打力矩外，還應用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“接觸電阻培訓教材”。直流壓降法或毫歐計適用所有連接3扭轉(zhuǎn)試驗施加扭距達到螺栓屈服極限的90%，并保持20S，再反向試驗一次，螺栓不能松動為合格。扭力機適用所有連接4振動試驗以20-25Hz固有頻率施加9.8m/s2加速度6h，無變形和松動，接觸電阻及溫升值不變。震動試驗臺適用所有連接5溫升試驗施加額定電流的1.1倍電流，測量連接處發(fā)熱穩(wěn)定后的溫升值，不超過標準的規(guī)定：Al-Al；Cu-