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多物理場(chǎng)下母線槽性能分析
母線槽作為電力傳輸中的重要設(shè)備,主要用于660V及以下的配電系統(tǒng)。目前常用的母線槽主要分為空氣絕緣型母線槽、密集型母線槽和耐火型母線槽等幾大類。其中主要靠空氣來絕緣和散熱的母線槽稱之為空氣絕緣型母線槽,它一般由矩形母線導(dǎo)體((A. B. C. N四線制或人B. C. N. PE五線制)、鋼質(zhì)外殼及絕緣支撐件組成。并且使用壽命也是我們必需考慮的題目,母線的壽命也是它的一大長(zhǎng)處,具有很大的優(yōu)勝性。
溫度是影響母線槽運(yùn)行壽命的關(guān)鍵因素,不僅會(huì)加速絕緣老化,破壞絕緣,而且影響其工作性能和可靠性。國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)拇線槽(母線干線系統(tǒng))》規(guī)定,母線槽母排本體及母線槽連接處的溫升不超過60℃。目前對(duì)母線槽多物理場(chǎng)研究較少,國(guó)外有利用熱傳導(dǎo)模型和大空間自然對(duì)流邊界條件分析了密集型母線槽的溫度場(chǎng),但是對(duì)于空氣絕緣型母線槽其內(nèi)部空氣對(duì)流影晌不能忽略,因此本文研究了三相五線空氣至色寒型母線,并分析計(jì)算了故障以及母線間距對(duì)母線槽溫度場(chǎng)以及流場(chǎng)分布規(guī)律,研究了環(huán)境溫度對(duì)母線槽載荷容里的影響規(guī)律。母線槽安裝環(huán)境往往不是潔凈場(chǎng)所,因此安裝時(shí)必須防止建筑垃圾進(jìn)入接頭內(nèi),在接頭進(jìn)行安裝封板前,應(yīng)該用吸塵器進(jìn)行清掃。
母線槽在實(shí)際運(yùn)行中如果負(fù)載不對(duì)稱時(shí),中性線會(huì)帶有電流,導(dǎo)致母線槽溫度場(chǎng)分布發(fā)生改變,因此本文也分析了母線單相短路時(shí)母線槽的物理場(chǎng)分布??梢园l(fā)現(xiàn),當(dāng)發(fā)生單相短路時(shí),母線槽高溫升較正常情形下要變大42.93℃ ,溫升幅度達(dá)到12.21%,因?yàn)楫?dāng)發(fā)生線路短路時(shí)導(dǎo)致線路不對(duì)稱,A. B. C相電壓增大為線電壓,導(dǎo)致電流增大,母線發(fā)熱量增大。同時(shí)高溫度出現(xiàn)點(diǎn)也發(fā)生改變,中性線溫度變高,這是因?yàn)樨?fù)載不對(duì)稱時(shí)中性線上出現(xiàn)電流,chan生熱量。流速大點(diǎn)出現(xiàn)點(diǎn)也發(fā)生改變,在C相母線與中性線之間,此處溫度高,流速快,因此在實(shí)際運(yùn)行中,應(yīng)防止電流過大,溫度持續(xù)升高,導(dǎo)致事故。母線槽系統(tǒng)是一個(gè)輸送電流的配電裝置,尤其適應(yīng)了越來越高的建筑物和大規(guī)模工廠經(jīng)濟(jì)合理配線的需要。
母線的作用及常用種類
在變電所中各級(jí)電壓配電裝置的連接,以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置的連接,大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線或絞線,這統(tǒng)稱為母線。母線的作用是匯集、分配和傳送電能。由于母線在運(yùn)行中,有巨大的電能通過,短路時(shí),承受著很大的發(fā)熱和電動(dòng)力效應(yīng),因此,必須合理的選用母線材料、截面形狀和截面積以符合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。 母線按結(jié)構(gòu)分為硬母線和軟母線。硬母線又分為矩形母線和管形母線。 矩形母線一般使用于主變壓器至配電室內(nèi),其優(yōu)點(diǎn)是施工安裝方便,運(yùn)行中變化小,載流量大,但造價(jià)較高。 軟母線用于室外,因空間大,導(dǎo)線有所擺動(dòng)也不致于造成線間距離不夠。軟母線施工簡(jiǎn)便,造價(jià)低廉。 近年來,在變電所的設(shè)計(jì)中,對(duì)于35kV以上的母線,有采用鋁合金材料制成的管形母線。這種母線結(jié)構(gòu),可以減小母線相間距離。母線槽火焰擋板單元:在火焰條件下,用于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)防止火焰蔓延的一種帶或不帶附件的母線槽單元或者其一部分。結(jié)線清晰,維護(hù)量小,但母線固定夾具比較復(fù)雜。
關(guān)于母線槽的基本知識(shí)
母線槽(簡(jiǎn)稱母線)是由金屬板(鋼板或鋁為材)保護(hù)外殼、導(dǎo)電排、絕緣材料及有關(guān)附件組成的母線系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設(shè)有插接分線盒的插接型封閉母線,也可制成中間不帶分線盒的饋電型封閉式母線。在高層建筑的供電系統(tǒng)中,動(dòng)力和照明線路往往分開設(shè)置,母線槽作為供電主干線在電氣豎井內(nèi)沿墻垂直安裝一趟或多趟??諝庑湍概诺墓潭ǚ绞绞遣捎媒^緣襯墊來支撐,根據(jù)動(dòng)穩(wěn)定的要求設(shè)置相應(yīng)的跨度尺寸和線間距離。
母線槽執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為:GB7251.12-2015《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備·第2 部分:對(duì)母線干線系統(tǒng)(母線槽)的特殊要求》(該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC60439-2標(biāo)準(zhǔn))。執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為:JB8511-1996《空氣絕緣母線干線系統(tǒng)》(空氣絕緣母線槽)、JB/T9662-1999《密集絕緣母線干線系統(tǒng)》(密集絕緣母線槽),這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國(guó)家對(duì)電氣產(chǎn)品安全性能的要求,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了具體條款內(nèi)容及要求,為母線槽產(chǎn)品的安全性及可靠性提供了保證依據(jù)。HKD鋁合金母線槽可提供直線段母線槽的大長(zhǎng)度為6m,其抗彎強(qiáng)度能滿足于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ZBK36002-89的要求。
母線干線系統(tǒng)(母線槽)已列入IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之中,世界先進(jìn)國(guó)家都有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),如:美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn)、加拿大CSA標(biāo)準(zhǔn)、英國(guó)BS標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)等,這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于規(guī)范母線槽產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試依據(jù)都起到重要作用。