提高多片矩形导体载流能力的方法和大载流矩形导体

摘要

本发明涉及一种提高多片矩形导体载流能力的方法，其特征在于采用Z字型母线搭接板实现对原矩形母线交叉换位、均衡电流的方式，平衡各片母线内的电流。本发明还涉及一种大载流矩形导体，包括单相为四片的矩形母线，它还包括四片Z字型母线搭接板；四片矩形母线分割为两段计八片母线子段，每两片Z字型母线搭接板的两端经螺栓固定连接有两片母线子段、且母线子段与Z字型母线搭接板相间排列组成一个导体组，两个导体组的Z字型母线搭接板中部交叉设置。本发明用于电压在15kV以下实现电能的接受和分配，并对电路进行控制、保护和监测的电气设备间输送大电流的方式；适用于工作电流在6300A及以下的范围，提高了各片母线的载流能力。

说明书

技术领域

本发明属于配电设施技术领域，尤其是一种提高矩形母线载流能力的应用技术，具体地说是提高多片矩形导体载流能力的方法和大载流矩形导体。

背景技术

多片矩形母线亦称矩形导体其载流能力因受大电流特性的影响，主要是邻近效应和集肤效应等因素的影响，造成附加损耗增大，载流量不是随着母线片数的增加而成倍增加，尤其是每相超过三片以上时，母线的集肤效应系数显著增大。从目前可查阅的资料显示以及在工程实用中证明，多片矩形导体适用于工作电流小于4000A的回路中。随着我国对高技术参数、高可靠性、高性能产品的需求，承载电流的母线容量亟需增加。如主要用于各种型式的交流金属封闭开关设备及户内、户外封闭母线桥内、工作电流在4000A～6300A的大电流回路中的矩形导体。而采用多片矩形母线承载回路中4000A以上的工作电流时，各片矩形母线电流分布不均匀，多片矩形母线受大电流特性邻近效应和集肤效应等因素的影响，每相是四片的矩形母线载流能力大副下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种提高多片矩形导体载流能力的方法和大载流矩形导体。

本发明之一：一种提高多片矩形导体载流能力的方法，其特征在于采用Z字型母线搭接板实现对原矩形母线交叉换位、均衡电流的方式，平衡各片母线内的电流，包括如下步骤：

1、将一承载大电流的四片矩形母线段，从中截断分为两段八片母线子段；

2、将其中的四片母线子段的右端钻连接孔得四片左母线子段，将另外四片母线子段的左端钻连接孔得四片右母线子段；

3、制作四片Z字型母线搭接板，并在Z字型母线搭接板的两端钻固定孔；Z字型母线搭接板的宽度小于母线子段宽度；

4、两片左母线子段与两片Z字型母线搭接板的一端相间排列，用螺栓将两片左母线子段的连接孔与两片Z字型母线搭接板一端的固定孔连接固定；两片右母线子段与两片Z字型母线搭接板的另一端相间排列，用螺栓将两片右母线子段的连接孔与两片Z字型母线搭接板另一端的固定孔连接固定；得第一组导体组；

5、重复步骤4将另外两片左母线子段和另外两片右母线子段固定在另外两片Z字型母线搭接板的两端；得第二组导体组；再将两个导体组的Z字型母线搭接板的中部交叉排列，完成母线换位转换。

本发明之二：一种大载流矩形导体，包括单相为四片的矩形母线，其特征在于：它还包括四片Z字型母线搭接板；四片矩形母线分割为两段计八片母线子段，每两片Z字型母线搭接板的两端经螺栓固定连接有两片母线子段、且母线子段与Z字型母线搭接板相间排列组成一个导体组，两个导体组的Z字型母线搭接板中部交叉设置。

现有技术，将多片矩形母线立放并呈“1”字型排列，因受大电流特性的影响电流分配不均，造成多片矩形母线载流能力下降。

而本发明采用Z字型母线搭接板将分这两段的矩形母线交叉换位来均衡电流的方式，有效地平衡了各片母线内的电流，提高了各片母线的载流能力，扩大了矩形导体的应用范围。母线间隔有Z字型母线搭接板，这种布置方式是每组间加宽母线散热通道，保证每片矩形母线都有充分散热面，有效的降低了矩形母线的发热，克服矩形截面对其承载电流的影响，利用母线间“Z”字形交叉换位方式均衡了每片母线内的电流，降低大电流特性其邻近效应和集肤效应等因素对矩形母线内电流的影响，使矩形母线以最小截面来满足最大载流，有效地提高了多片矩形母线载流能力，在同等截面情况下可提高10％~15％；并满足GB11022、GB3906等标准规定的要求。本发明已经过多次验证，已应用于大电流高压开关设备内进行试验，并取得了良好效果。

本发明采用四片矩形母线承载4000A～6300A的工作电流，将四片分为两组，每组两片安装间距等于每片厚度，每组安装间距为每片厚度的五倍以上。

本发明用于电压在15kV以下实现电能的接受和分配，并对电路进行控制、保护和监测的电气设备间输送大电流的方式。

附图说明

图1是大载流矩形导体的结构示意图，

图2为三套大载流矩形导体安装在母线桥内的示意图。

图中：1-前段第一矩形母线，2-前段第二矩形母线，3-前段第三矩形母线，4-前段第四矩形母线，5-第一Z字型搭接板，6-第二Z字型搭接板，7-第三Z字型搭接板，8-第四Z字型搭接板，9-后段第一矩形母线，10-后段第二矩形母线，11-后段第三矩形母线，12-后段第四矩形母线，13-六角螺栓，14-六角螺母。

具体实施方式

方法实施例  参见图1：本发明的提高多片矩形导体载流能力的方法，是采用Z字型母线搭接板实现对原矩形母线交叉换位、均衡电流的方式，平衡各片母线内的电流，包括如下步骤：

1、将一承载大电流的四片矩形母线段，从中截断分为两段八片母线子段；前段第一矩形母线1、前段第二矩形母线2、前段第三矩形母线3、前段第四一矩形母线4和后段第一矩形母线9、后段第二矩形母线10、后段第三矩形母线11、后段第四矩形母线12；

2、将前段第一矩形母线1、前段第二矩形母线2、前段第三矩形母线3和前段第四一矩形母线4的右端钻连接孔得四片左母线子段，将后段第一矩形母线9、后段第二矩形母线10、后段第三矩形母线11、后段第四矩形母线12的左端钻连接孔得四片右母线子段；

3、制作四片Z字型母线搭接板，第一Z字型搭接板5、第二Z字型搭接板6、第三Z字型搭接板7和第四Z字型搭接板8，并在各Z字型母线搭接板5、6、7、8的两端钻固定孔；各Z字型母线搭接板5、6、7、8的宽度小于各母线子段宽度的一半；

4、第一Z字型搭接板5、前段第一矩形母线1、第二Z字型搭接板6与前段第二矩形母线2相间排列在两Z字型搭接板5、6的左端，用六角螺栓13将前段第一矩形母线1、前段第二矩形母线2的连接孔与第一Z字型搭接板5、第二Z字型搭接板6左端的固定孔连接固定；

后段第三矩形母线11、第一Z字型搭接板5、后段第四矩形母线12与第二Z字型搭接板6相间排列在两Z字型搭接板5、6的右端，用六角螺栓13将后段第三矩形母线11、后段第四矩形母线12的连接孔与第一Z字型搭接板5、第二Z字型搭接板6右端的固定孔连接固定；得第一组导体组；

5、重复步骤4将前段第三矩形母线3、前段第四矩形母线4固定在第三Z字型搭接板7、第四Z字型搭接板8的左端，将后段第一矩形母线9、后段第二矩形母线10固定在第三Z字型搭接板7、第四Z字型搭接板8的右端；得第二组导体组；再将两个导体组的Z字型母线搭接板的中部交叉排列，完成母线换位转换。

产品实施例1 如图1所示：一种大载流矩形导体，包括单相为四片的矩形母线，它还包括四片Z字型母线搭接板即第一Z字型母线搭接板5、第二Z字型母线搭接板6、第三Z字型母线搭接板7和第四Z字型母线搭接板8；四片矩形母线分割为两段计八片母线子段，即前段第一矩形母线1、前段第二矩形母线2、前段第三矩形母线3、前段第四矩形母线4和后段第一矩形母线9、后段第二矩形母线10、后段第三矩形母线11、后段第四矩形母线12；

第一Z字型母线搭接板5、第二Z字型母线搭接板6的左端相间排列前段第一矩形母线1和前段第二矩形母线2，六角螺栓13和六角螺母14将四者固定连接；第一Z字型母线搭接板5、第二Z字型母线搭接板6的右端相间排列后段第三矩形母线11和后段第四矩形母线12，螺栓13和螺母14将四者固定连接；组成第一导体组；

第三Z字型母线搭接板7、第四Z字型母线搭接板8的左端相间排列前段第三矩形母线3和前段第四矩形母线4，六角螺栓13和六角螺母14将四者固定连接；第三Z字型母线搭接板7、第四Z字型母线搭接板8的右端相间排列后段第一矩形母线9和后段第二矩形母线10，螺栓13和螺母14将四者固定连接；组成第二导体组；两个导体组的Z字型母线搭接板中部交叉设置。

矩形母线受其截面形状的限制，最好采取立放布置方式，第一导体组与第二导体组的组间距h为矩形母线厚度b的五倍以上，第一导体组与第二导体组的两片矩形母线的间距a即Z字型母线搭接板的厚度等于每片矩形母线的厚度b。

产品实施例2 图2所示是本发明大载流矩形导体安装在母线桥内的示意图，母线桥内安装有三套本发明的大载流矩形导体。