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摘要：随着我国社会经济的发展，人们对供电的安全性提出了更高的要求，低压成套开关设备中母线的选择以及母线之间的电气连接会直接影响到低压成套开关设备的使用寿命以及性能。本文主要是就如何选择低压成套开关设备母线如何选择，母线如何安装以及母线之间的安装与电气连接。
关键词：低压成套开关设备；母线选择；电气连接
在低压成套开关设备中母线的选择、安装以及载流部件之间电气的连接是最为关键的环节，如果操作不当就会影响低压成套开关设备的使用性能、安全性能以及使用寿命。与此同时，在对母线进行选择时，要经过相关的产品定型设计试验。所以，在对产品进行设计、生产以及检验的过程中，应对上述问题引起足够的重视。
1母线选择与安装及电气连接
1.1严格按照生产标准设计和安装
低压成套开关的设备，母线一般都安装在设备内部，我们肉眼难以观察到它的安装与连接情况。因此，母线的选择安装和电气连接具有特殊性，如果在选择和安装的过程中，没有按照相应的标准与电气连接，就有可能造成非常大的危害，在设备制造的过程中，工人只有通过一些基本的恒温测试，还要主电路电流电压的耐高温测试。近年来，因为低压成套设备开关制作拙劣，造成了不少的安全事故的新闻时有发生。所以我们的企业在生产之前，应该对开关设备内部的母线装置安装、连接，要按照严格的程序和管理。在设计方案中，要多考虑具体的实施环境；在制作过程中，对母线的规范化管理也必须加强，一定要按照规范化选择母线，安装以及制作，不能抱着自己企业反正没有出现安全事故，而疏忽大意。因为低压成套开关设备除了母线选择自身还要与电气相连接，在运行的过程中，故障可能因为时间长短的问题而没有及时发现，一旦出了问题，后果难以想象。
1.2安装之前先进行测试
其实，在低压成套开关设备中生产过程中，主要有型式试验和部分型式试验的成套设备，在研究测试过程中，该设备最关键的是主电路的短路耐受程度以及升温程度的测试，而这也是最需要花钱的项目测验，因此，为了减少企业生产成本，企业主更应该重视这一环节。在设计产品样货的时候，应该先进行型式试验定型，然后在这个基础上，典型设计图样为样本，安装的过程中，严格按照典型装配时要严格按已经定型图样、文件（如选用规范）和母线、绝缘导线制作安装工艺进行。
1.3母线选择与安装及电气连接的要求
母线安装时，主电路，必须要有好的绝缘支撑和保持一定的极与极之间、带电部件与接地部件面之间的电气间隙，还要能够承受因为电流的冲击，主要是额定耐受电流。此外还要进行温升测试，以免造成导体相接触（或相邻的）绝缘件（材料化，才能确保与导体相连接的电器运转工作，此外，还应该考虑设备的机械强度，母线能否耐受电路故障时所产生的机械应力与热应力，在运转正常的情况下，不会造成载流部件的连接有异常变化，尽量避免产生共振；在布置母线连接设备的时候母线不会与设备内的构件或零件中产生涡流，还要考虑接触面产生电化腐蚀作用，所以尽量应不与不同金属相互搭接。载流部件之间要保持相互连接，以及有足够、持久、恒定的接触压力，还要考虑不同金属（连接螺栓与导体材料膨胀而造成连接处接触不良。
2母线的选择与安装
根据相关规定，低压成套开关设备中母线的规格由生产商负责。除了规定承受的电流以外，选择母线时还要考虑到低压成套开关设备所承受的机械应力、导体的敷设方法、绝缘类型以及所连接元件种类等。在低压成套开关设备中选择母线时会涉及到很多方面的问题，且情况复杂，很多问题都是通过试验确定低压成套开关设备母线的截面，一些不能对设备产品进行设计的单位，大多缺少成套设备型式试验的定型设计图样和有关资料。所以，设备产品设计单位应按照产品定型设计典型方案的图样规定选择低压成套开关设备导体截面。表1~4为电流等级与相应导线截面的选择。
低压成套开关设备在正常运行时，母线载流能力受电路温度的限制，电路的最高温度一般受以下几个因素的限制：母线导体在正常运行的情况下，运行时间过长，会使得搭接处温度的升高，造成局部过热的现象。对于不同材质的母线导体其最高的耐热温度也有所不同，例如，铝材质耐热温度要比铜材质耐热温度低；母线导体表面稳定的温度取决于承载电流所产生的温度以及导体上热量散失速度之间的平衡，母线导体上热量和表示为I2R，其中I表示承载电流，R表示电路电阻值。当整个电路的电流是个确定值时，I不变，为了达到减少热量的作用，只能降低电路中的电阻值R。其中电阻值R主要由以下几个部分组成：直流电阻、附加电阻值、接触电阻以及电器元件的电阻。
低压成套开关设备一般通过对流、辐射、传导三种方式进行散热。对流与辐射是母线导体最主要的散热方式。通常情况下，母线导体的散热速度的快慢决定了母线所能承载电流的能力。但通过传导进行散热时，只有热量传输到导体以外吸热点或流到不同冷却能力的邻近部件中才能发挥起作用。
母线导体散热的比例与导体尺寸的大小息息相关，尺寸较小的导体对流成分多，辐射成分少，反之亦然。母线导体散热的速度受到各方面因素的影响，例如，成套设备开启式比封闭式散热的速度快；单根母线比多根母线散热快；有通风孔的成套设备比无通风孔或通风孔面积不足的成套设备散热快；涂有油漆的成套设备比不涂油漆的成套设备散热快。母线处于多根平行排列的情况时，其载流能力不及单根母线的承载能力低。出现这种情况是由于母线内侧的对流与辐射热能受阻所导致。通常情况下，为了制造的简便，一般会在分层母线之间留有一定的空隙，这样有利于散热。其中空隙的大小与母线的厚度相等。母线的排列方式对母线的载流能力具有一定的影响，在母线的电流以及横截面一定的情况下，母线的载流能力由母线的排列方式所决定。
综上所述，低压成套开关设备中母线的选择受到各种因素的影响，最后决定仅能通过型式试验结果来验证。按型式检验验证认为符合该产品标准的定型典型方案设计图样来选择，如GGD、PCL等母线图样。低压成套开关设备中的母线为半硬质母线，这种状态的母线既有一定的强，也便于机械加工。如果选择软质母线，虽然利于机械加工，但强度不够。由于材质过软不能满足母线热胀冷缩后母线搭接面可靠接触的要求。
3载流部件之间的电气连接
低压成套开关设备中载流部件之间的电气连接一般通过螺栓连接以及压板连接这两种连接方式。螺栓连接具有紧密型、可靠性以及万能性的优点，其缺点是需要破坏导体的完整性，对导体进行钻孔，从而使电流线发生变形。压板连接具有便于加工，易于安装施工的优点，其缺点是压板及相关固定件的费用较高。螺栓连接与压板连接相比，具有接触压力不规则的缺点，但螺栓连接仍是目前大量采用的方法。
图1压强对两个铜导体连接处的接触电阻的影响
有效控制和降低载流部件之间的电阻值，使其处于稳定的状态是整个载流部件之间连接的关键。影响电阻值的因素主要有：表面条件、所加的总压力母线搭接时两个接触表面包含大量分散的接触点，当压力增大时，接触面便被压扁，接触面积就增大。当母线暴露在空气中时，母线的表面就会形成一层氧化膜或者水膜。在空气质量较差的地方，表面还会形成硫化物膜或者其他污染物。这些表面物质的电阻率要比母线本身的电阻率大得多，在母线的表面也就形成了接触电阻。因此，在母线搭接之前，应对其表面进行处理，防治母线被氧化。
通常情况下，首先将接触表面清理干净后立即在接触表面上涂抹一层很薄的高熔点胶体油或电力复合脂（导电膏），该物质的熔点一般在180~220℃范围内，具有耐高温的特点。然后用螺栓将接触面上紧，上紧时会将多余的高熔点胶体油或电力复合脂挤出，从而堆积在连接处，保护连接处不恶化。有时还会采用电力复合脂，采用此类物质时，需要严格按照涂抹电力复合脂的工艺进行，这样才会有较好的效果。若采用涂（镀）银或镀镍，在最后连接之前需要加以保护，因为它的表面镀层非常薄容易被损坏。建议尽量使用自然金属连接。对接触面施加压力比增加接触面对电阻的影响更大，如图1为压强对接触电阻的影响曲线。
根据图1可知，随着压强的不断增大，其接触面的电阻越来越小。所以对其连接最好的方法就是增大压力。增大压力可以防止连接处的继续恶化，但当压力大于15N/mm2时，对减少接触电阻具有很小的作用。通常情况下，接触压强不用小于7N/mm2，在任何情况下接触压力都不应超过母线、螺栓、压板等材料的弹性极限，母线在负载下发热时由于母线材料和钢的膨胀系数不同，用螺栓固定的连接处接触压力倾向于增大，若压力超过母线的塑性极限，母线就会变形，当回到冷态后，接触压力就会下降，这时初始压力的选择非常重要，使其在运行温度下接触压力不致过大，为了避免这个问题的发生，故接触压强应取10N/mm2，且采用盘状弹簧圈，使其在冷态和热态的工作条件下均可保持一个恒定的接触压力。这种类型的连接处恶化，使用软质材料时似乎非常容易发生，所以成套设备中软质材料的母线LMR、TMR不宜使用。
4结束语
总之，对低压成套开关设备内部母线的选择与安装及电气连接关系到整个供电、配电系统的安全，所以，应合理选择母线，并对其进行正确的安装，处理好母线之间的电气连接，这对低压成套开关设备的企业有着重大的意义。
参考文献：
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[3]郑立新．低压成套开关设备发展现状及风险检测分析[J]．广西质量监督导报，2012（11）．
论文作者:徐网林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
标签：母线论文; 低压论文; 导体论文; 开关设备论文; 电气论文; 压力论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第32期论文;