一种开关柜内三相母线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用在低压开关柜内的三相母线，尤其涉及一种母线的结构和在低 压开关设备中的布局方式。
【背景技术】
[0002] 目前，电能已经成为现代社会和人类活动的主要能源和动力，供电的任务在于合 理地按需供应和分配电能，因此，就必须达到安全、可靠、优质和经济的基本要求。电力系统 发生短路故障时其阻抗大大小于正常运行时电路的阻抗，而产生高于正常运行电流几十倍 甚至数百倍的短路电流，其数值可达几万乃至几十万安培，即有强大的短路电流通过用电 设备和导体，而产生强大的电动力并作用于用电设备和导体，对用电设备和导体的安全运 行有极大威胁，这就是短路电流的电动力效应，即电动力产生的机理。
[0003] 供电系统一旦短路，则短路电流尤其是短路冲击电流很大，相邻载流导体间产生 强大的电动力(平行布置的载流导体之间的相互作用力正比于短路电流的平方），其结果将 使设备导体发生变形、失稳，甚至极可能使电气设备和载流部件遭受严重损坏而无法运行。 如何合理的在低压开关柜内布置母线，是本发明的主要特点。
[0004]在低压成套开关设备中（包括控制设备)传输主回路电流的载体，一般都采用铜制 材料的母线，且现有技术在母排布局方式上未考虑(见附图1)电动稳定性问题或采取一定 措施用于解决电动稳定性问题(见附图3)。附图1中1为三相后进普通矩形母线，为三相平行 设置，上接柜外变压器低压侧，下接5低压框架断路器下口端子。2为三相主母线平行排列的 母线固定框，通过8主母线框安装梁固定在开关柜柜体4上。3为三相平行排列的主母线，通 过2母线固定框与低压开关柜柜体，安装固定。7为三相平行的柜内配电母线，它的上端与3 主母线连接，下端与5框架断路器的上口端子连接。5框架断路器通过安装板固定在低压开 关柜的柜体上。6电流互感器采用穿心型分别套装在1母线上。9为三相母线夹板安装梁，它 和4低压开关柜体装配固定。10是三相母线绝缘夹板，固定母线用和9装配在一起。
[0005] 专利201420648801.4《断路器进线柜的铜排安装结构》中公开了一种断路器进线 柜的铜排安装结构，见附图2。包括平行固定在绝缘子上的若干主母排、侧进主排、上端支 排、汇流排、下端支排、还包括两个母线支撑梁，主母排通过汇流排与下端支排搭接，侧进主 排搭接上端支排，上端支排位于下端支排的正上方，上端支排通过第一母线支撑梁固定在 进线柜柜体内，下端支排通过第二母线支撑梁固定在进线柜柜体两侧。可以看出母线均没 有错开布置。
[0006] 专利201420615860.1《进线柜母排安装及带有该装置的进线柜》中公开了一种进 线柜母排安装装置及带有该装置的进线柜，见附图3。包括进线断路器下口垂直排、进线水 平母排、进线断路器上口垂直排、出线水平母排、三个绝缘块和绝缘螺栓;第一绝缘块、进线 水平母排、进线断路器上口垂直排和第三绝缘块依次紧密连接，并采用两个绝缘螺栓固定。 本专利中将进线与出线的同相中间增加了绝缘隔板，母排上的连接孔内穿过绝缘螺栓，母 线排的两侧使用绝缘块，用于解决母线间电动能力差的问题。
[0007] 现有技术存在的问题和缺点
[0008] 以上【背景技术】中介绍的两个专利中均采用的为铜制母排，且在母排布局方式上未 考虑电动斥力造成的动、热稳定性降低问题，或采用了一定的措施提高动热稳定性，但并未 有效解决此问题，如专利201420615860.1。目前现有母排布局方式存在的问题和缺点如下：
[0009] (1)母线排列时，各部位均为平行排列布置，未采取有效措施解决电动力问题，因 此三相水平母线的抗相间电动力差，造成母排间动、热稳定性差。同时对于温升散热也有较 大的影响，不利于开关柜长期运行的工况。
[0010] (2)母排布局方式造成开关柜柜体宽度较大，占地面积大，成本高。
[0011] (3)布局方式不合理造成有色金属浪费。
[0012] 近期国内又推出了采用铜铝复合母线在低压成套设备中的应用规范，但在实际应 用中未有采用铝和铝合金母线的应用报告。在目前低压开关成套设备中，铝制母线之所以 应用少的根本原因如下：
[0013] 1)导电率对比铜母线相差约30%左右，相同载流量下需增加母线的截面积；
[0014] 2)铝母线的机械性能比铜母线也相差很多，抗动、热稳定能力差。
[0015] 虽然国家标准有关于铝和铝合金母线的标准，但只是针对矩形母线进行了规定， 未有异形母线在实际中应用的先例。国外一些公司也有关于铝母线在低压开关柜中应用的 报告，但未见异形母线应用的实例。
【发明内容】
[0016] 本发明提出了一种用在低压开关柜内的三相母线，三相母线在低压开关柜内空间 交错的排列布置方式，有效提高了母线动、热稳定性。同时，在现有矩形母线的基础上，增加 设计了提高母线抵抗在动、热稳定下母线变形能力的加强筋，提高了母线的抗弯截面模数， 达到增强母线的机械性能，同时也可增加母线的截面积和周长，此举可对提高母线的抗动、 热稳定能力及降低设备在长期工作中的温升有着不同程度的提高。
[0017 ]为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：
[0018] 一种用在低压开关柜内的三相母线，所述三相母线在开关柜内交错布置。
[0019] 所述三相母线呈"后品字型"、"前品字型"或"阶梯型"空间交错布置于开关柜柜体 内。
[0020] 所述三相母线形状为常规矩形。
[0021] 所述三相母线是在矩形母线上增加至少一条筋，所述筋的形状可为矩形、圆弧形 或梯形。
[0022] 所述三相母线的材料为铜、铝、铝合金或铜包铝。
[0023] 本发明低压开关柜中的母排采用空间交错布局方式，同时采用新型异形铝母线， 应用在低压成套开关设备中，作为常用铜制母线材料的替代品。此举的目的就是为了在低 压成套开关柜中多用到铝母线。解决铝母线在应用中的瓶颈问题。因为我国是一个"贫铜富 铝"的国家，如果铝制母线在低压成套开关柜中得到更多的应用，对于国家资源的利用有一 个很大的推进作用，同时对于降低低压成套开关设备成本有着十分重要的意义。
[0024] 采用以上技术方案的有益效果如下：
[0025] (1)降低了电动斥力对母线动、热稳定性的影响，有效提高了母线间动、热稳定性， 对于电力设备的安全、可靠运行具有十分重要的意义。
[0026] (2)以本例的低压开关柜对比：（3150A)以异形母线2为例：
[0027]
[0028] 由以上对比可以看出：使用异形铝排后截面积（提高一倍）、周长、散热系数、重量 及成本（降低70%)各项参数均优于现在使用的铜排，可见异形铝母线有着广泛的应用前 景。
【附图说明】
[0029] 图1是现有技术的母排连接形式；
[0030] 图 2 是专利201420648801.4 的截图；
[0031 ]图 3 是专利201420615860.1 的截图；
[0032] 图4是竖放母线的水平排列；
[0033] 图5是竖放母线的交错排列；
[0034] 图6平放母线的水平排列；
[0035] 图7平放母线的交错排列；
[0036] 图8本发明的新型母排连接形式；
[0037]图9a现有技术母线布局侧视图；
[0038]图9b是本发明母线布局侧视图；
[0039]图10a现有技术母线布局俯视图；
[0040]图l〇b本发明母线布局俯视图；
[0041]图11a断路器出线母线布局的三相水平出线端子错开方式；
[0042]图lib断路器出线母线布局的三相品字形出线端子错开方式；
[0043]图12现有技术标准矩形母线；
[0044]图13本发明异形矩形母线1;
[0045]图14本发明异形矩形母线2;
[0046]图15本发明异形矩形母线3;
[0047]图16本发明异形矩形母线4;
[0048]图17本发明异形矩形母线5;
[0049]图18本发明异形矩形母线6;
[0050]图19本发明双面带筋的异形母线7。
【具体实施方式】
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