矩形空心铜母线系统的制作方法

本发明涉及电力系统中使用的矩形母线系统，尤其是涉及矩形空心铜母线系统。

技术背景

目前电力系统中，中型火力发电厂发电机的机压母线、中型水电站发电机的机压母线、变电站的中低压配电装置所使用的母线几乎全部采用矩形铜母线。大型火力发电厂发电机的机压母线、大型水电站发电机的机压母线通常选用菱形或双槽形母线。

上述应用的矩形铜母线有单片及多片两种形式可供选择。导体截面不超过1250mm²、厚度与高度之比为1：10～1:12.5的单片矩形铜母线具有很多的优点，在工作电流不超过2000A的母线系统中得到了广泛的应用。工作电流为2000A～4000A的母线系统中，一般采用多片矩形母线，母线片间距离等于片厚。随着母线片数增多，集肤效应系数不断加大，单位截面的有效载流量下降，母线载流量在5000A时已经达到极限值，此时母线运行处于极不经济的工作状态。因此，实际使用中，当母线载流量小于4000A时，选择矩形母线；当母线载流量大于4000A时，选择集肤效应系数小的菱形或双槽形等其他形式母线；菱形或双槽形母线虽然解决了载流量的问题，但同时也带来其他明显的不足。菱形母线的缺点是：导体组装工程量大，尤其是母线之间、母线与分支线之间的连接工作量更为突出，机械强度也差。双槽形母线的缺点是：导体使用铜材量大，母线固定金具结构复杂，母线与分支线之间的连接工作量大。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种矩形空心铜母线系统。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的矩形空心铜母线系统，包括矩形铜母线，与所述矩形铜母线固定连接的进线铜排和出线铜排；所述矩形铜母线为矩形空心铜母线，所述矩形空心铜母线的断面外轮廓宽度与高度之比为0.15～0.2；矩形空心铜母线的顶壁和底壁上沿长度方向分别间隔开设有多个导流散热孔，位于矩形空心铜母线的底壁上开设有与所述进线铜排和出线铜排断面形状相匹配的插孔，进线铜排和出线铜排分别插装于对应的所述插孔内并通过螺栓固定；相邻两矩形空心铜母线之间通过铜材料制成的过渡节相连接，所述过渡节由过渡段和设置在其两端的连接齿构成，所述过渡段和连接齿的断面形状分别与矩形空心铜母线的断面外轮廓形状和内轮廓形状相匹配，所述两个连接齿分别插装于对应的矩形空心铜母线的空腔内并由螺栓固定，所述过渡段的端面与对应矩形空心铜母线的端面之间分别采用铜材料堆焊连接。

所述连接齿的长度为所述矩形空心铜母线断面外轮廓高度的1～1.2倍。

本发明根据当交变电流通过导体时,电流将主要集中在导体表面流过，而非平均分布于整个导体截面中所呈现的集肤效应而设计，其具备的突出特点和显著进步具体表现以下几个方面：

1、母线重量轻，通过导体内的交变电流分布合理，降低了导体集肤效应对母线载流量的影响，母线载流量大,节约铜材使用量；

2、母线间连接使用母线过渡节，采用螺连与焊接双重固定连接方式，连接处导体有效导电截面大，发热量小，机械强度高；

3、母线分支进线铜排、出线铜排与母线连接方便，连接处接触面积增大1倍，连接处机械强度高，发热量减小，可减缓支撑母线绝缘部件的绝缘老化；

4、母线顶壁和底壁均布开设的导流散热孔具有拔风作用，母线散热效果好，改善了母线运行条件。

本发明满足了母线载流量为2000A～8000A范围内的工程实际需求，提高了电力系统中火力发电厂发电机的机压母线、水电站发电机的机压母线、变电站的中低压配电装置母线运行的安全可靠性。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是图1中两所述矩形空心铜母线连接部位的俯视结构示意图。

附图3是图1的A-A向断面结构示意图。

附图4是图1的B-B向断面结构示意图。

附图5是图1的C-C向断面结构示意图。

附图6是图1的D-D向断面结构示意图。

附图7是本发明所述过渡节的结构示意图。

附图8是图7的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-8所示，本发明所述的矩形空心铜母线系统，包括多根矩形空心铜母线1和与矩形空心铜母线1固定连接的进线铜排2和出线铜排3，进线铜排2和出线铜排3的导电截面积按照经济电流密度选择。受制造和运输的限制，单根矩形空心铜母线1的长度一般选择为6m～8m；如图4所示，矩形空心铜母线1的断面外轮廓宽度W与高度H之比在0.15～0.2之间选择，矩形空心铜母线1载流量为2000A～8000A范围；当矩形空心铜母线1载流量为2000A时其断面外轮廓宽度W与高度H之比为0.15，当矩形空心铜母线1载流量为8000A时其断面外轮廓宽度W与高度H之比为0.2，这样既能实现矩形空心铜母线1与过渡段6、连接齿7、连接齿8、进线铜排2、出线铜排3的连接有足够的接触面积，又能实现矩形空心铜母线1有足够的机械强度。矩形空心铜母线1的导电截面积按照经济电流密度选择，矩形空心铜母线1的顶壁和底壁上沿长度方向分别间隔均布开设有多个导流散热孔4；如图3所示，位于矩形空心铜母线1的底壁上开设有与进线铜排2和出线铜排3断面形状相匹配的插孔，进线铜排2和出线铜排3分别插装于对应的插孔内并通过螺栓5固定；如图2、4、7、8所示，相邻两矩形空心铜母线1之间通过铜材料制成的过渡节相连接，过渡节由过渡段6和设置在其两端的连接齿7、8构成，过渡段6和连接齿7、8的断面形状分别与矩形空心铜母线1的断面外轮廓形状和内轮廓形状相匹配，连接齿7、8的长度分别为矩形空心铜母线1断面外轮廓高度H的1～1.2倍，以保证连接处有足够的导电接触面积和机械强度，两个连接齿7、8分别插装于对应的矩形空心铜母线1的空腔9内并由螺栓10固定，过渡段6的端面与对应矩形空心铜母线1的端面之间分别采用铜材料堆焊连接，保证焊缝11饱满，然后将焊缝11打磨平整光滑即可。