高压开关柜的母线配制与制作.doc

新疆农业职业技术学院

浅谈高压开关柜的母线配制与制作

分 院 名 称 新疆农业职业技术学院
专 业 机电一体化
班 级 09机电一班
学 生 姓 名
指 导 教 师

年 月 日

目录
第一章 高压开关柜的母线配制
1 主母排选择……………………………………………3
2 一次动静触头…………………………………………3
3 隔离开关………………………………………………3
4 电流互感器……………………………………………3
5下引母排配制…………………………………………4

第二章 高压开关柜的母线制作…………………………5
1测量尺寸 ………………………………………………5
2计算下料长度…………………………………………6
3选料下料………………………………………………6
4冲孔……………………………………………………6
5折弯试制………………………………………………8
6打磨轧花………………………………………………11
7镀锡……………………………………………………11
8标识及热缩……………………………………………11

浅谈高压开关柜的母线配制与制作
摘要
母排就是高压开关柜的一次线，与其相配套的有一次动静触头、隔离开关、电流互感器等电器元件，高压开关柜的母线配制，往往是制造厂家自行制定的母线制作规范施工或者由技术员根据个人经验决定，没有相应的标准做出详尽的规定，多年来一直没有定论。你的论文能否就根据你的专业课程及生产经验形成初步工艺规范呢？如果一直都从经验撰写的那就没有必要了，因而你可以尝试形成一套个人感觉较为“的成熟规范来。
它的制作有着很多的工序，包括以下几点：1、测量尺寸2、计算下料长度3、选料下料4、冲孔5、折弯试制6、打磨轧花7、镀锡8、标识及热缩。希望通过本文让我们有一个简单概括的了解。
关键词：母线配制 母线制作
第一章 高压开关柜的母线配制
1 主母排选择
主母排是连通各开关柜的母排，又称汇流母排，起集散电流作用。主母排一般有矩形、管形、槽形、菱形等多种形状，有实心和空心之分，有开关柜的结构决定，用户一般不能选择。例如，PIX型高压开关柜的主母排为10x80TMY矩形母排，可以根据可以根据主母排额定电流选择一根或多根，（1250A为一根，2000A为两根，40000A为三根）。主母排的选择原则一般有以下几点：
1.1根据进线柜断路器额定电流确定主母排额定电流
1）例如，图3断路器D额定为3000A，则母线额定电流为3000A。2）根据母排的载流量确定母排的规格和数量，值得注意的是由于数根母排排列在一起不利于散热，所以不能简单的根据单根母排的载流量进行计算，必须考虑温升影响，必须是还需采取强制风冷措施。
1.2 根据用户标出的主母排结构形式决定
某些型号的高压开关柜主母排为异型结构，已决定了主母排的额定电流。
2一次动、静触头
高压开关柜如果为手车式，则具有一次动、静触头。一次动、静触头的结构较为精致，制造工艺复杂，一次动、静触头，触头盒等都需要模具来制造，成本昂贵，所以一般只制造几种规格。例如，PIX型高压开关柜的一次动、静触头只有4000A、2000A、1250A三种，额定电流为3150A的断路器手车配用4000A的一次动、静触头，额定电流为1600A的断路器手车配用2000A的一次动静触头，额定电流为630A的断路器手出、电压互感器手车、所用变手车均配用1250A的一次动静触头。
3隔离开关
高压开关柜如果为固定式，则具有上、下隔离开关。隔离开关的主要技术指标为额定电流，等级系列有400、630、800、1000、1250、1600、2000、3000、3150A等多种。隔离开关的选择主要考虑其额定电流与断路器匹配，高压开关柜中断路器额定电流一旦确定，也就确定了该柜的最大通流能力。如果隔离开关额定电流相同，则隔离开关更换的可能性极小，除非断路器额定电流升级。但是这受到高压开关柜体积、结构等条件的制约，并非易事，可能性不大。

4 电流互感器
电流互感器额定一次电流的选择主要根据负荷电流大小。如果选择小，则运行时可能过载发热寿命缩短，甚至烧损；如果选择过大，则仪表指示值或继电器保护动作值的准确性和灵敏度都会降低。所以，电流互感器额定一次电流的选择应比实际负荷电流稍大一点。
如果用户日后增容，负荷电流增大，电流互感器更换的可能性较大，由于更换后的电流互感器在体积、安装位置、出线排安装孔数量和位置都可能有所变动，所以，与电流互感器连接的母排也需要相应变换。这是用户在进行高压开关柜改造时经常涉及的问题。
5下引母排配制
下引母排是开关柜内部垂直方向连接各高电压电器元件的母排，下引母排因根据开关柜的功能（进线、出线、联络等）及相连高压电器元件的情况进行配置。变化多样，没有定论，一般遵循以下原则：
5.1 进线柜（见图1）
(1)母排1按主母排额定电流配置，母排规格根据一次触头盒出线结构决定，如为固定柜则根据隔离开关出线排安装孔数量和孔距确定。
（2）母排2按电流互感器一次额定电流配置，母排规格根据电流互感器出线排安装孔数量和孔距决定，但是，如果电流互感器一次额定电流较小，在选择母排规格时，不仅要考虑母排的载流量，同时也要考虑母排的刚度，保证母排承受动热稳定电流的能力应与柜体的技术指标一致。今后电流电流互感器更换时，母排2也需要作相应更换。
图1 进线柜 图2 出线柜

5.2 出线柜（见图2）
（1）母排1按断路器额定电流配置，母排规格根据一次触头盒出线结构决定。如为固定柜则根据隔离开关出线排安装孔数量和孔距决定。
（2）母排2和母排3的配置与进线柜相同 。
5.3 计量柜（见图3）
（1）计量柜的电流互感器会随高压开关柜今后扩展和增容而更换 ，母排1应尽量按主母排额定电流配置，如无法与电流互感器直接连接，可采用连接件过度，这样在今后更换电流互感器时，只需更换连接件即可，减少工作量和原材料。但是，采用了连接件会增加主母排回路电阻，对开关柜的温升不利，特别是大电流情况下，制造厂不可忽视 。
（2）计量柜的电压互感器一次电流很小，母排规格只需考虑如何与一次触头盒出线连接和具有一定的刚度即可。

图3 计量柜

5.4 母联柜（见图4）
母联柜的母排1、母排2和母排3是主母排的一部分，应尽量按主母排额定电流配置，尽管母联柜的电流互感器会随高压开关柜今后扩展和增容而更换。如母排2、母排3无法直接与电流互感器连接，可采用连接过度。
图4 母联柜

第二章 高压开关柜母排制作

1测量尺寸 根据柜内电器元件的排列，设计母排走向，一定要考虑到母排相序之间的爬电距离和与柜体的爬电距离（见表1），各方面都要考虑到，这样才能保证高压开关柜安全运行。然后根据母排的设计进行尺寸侧量，测量一定要保证其准确性。否则，误差会造成母排无法准确安装，所以测量是很关键的一步。

表1：最小安全距离标准
序号
适用范围
额定电压（KV）
0.4
6
10
24
35
1
1.带电部分至接地部分之间 （mm）
2.不同相的带电部分之间 （mm）
20
100
125
200
300
2
1.机械连锁等可移动体至带电部分之间（mm）
50
130
155
230
330
3
1.网状遮拦至带电部分之间（mm）
120
200
225
300
400

2计算下料长度
根据尺寸的测量，准确无误的计算出下料的长度，母排有斜坡一般计算方法采用勾股定理，通常计算下料长度时都要考虑皮厚，下料总长应是内径相加。
3选料下料
选料就根据母排配置要求进行母排宽厚的选择，主要要求上章都有所讲述。选好料严格按计算的尺寸进行下料。母线要求平直，母线不得有明显的锤痕、凹坑、机械损伤等缺陷。母排下料要求用剪切机切断，母排在下料前或下料后应进行校正，用母排校平机对母排校直、校正。 铜排下料应考虑是否有废排可利用，降低成本。
4冲孔
（1） 母排的连接孔，在无特殊情况下，要求为圆孔。
（2） 母排的连接孔尺寸，连接孔的直径一般大于所要安装螺栓直径0.5～1mm。
母线连接孔眼与螺栓直径标准按表2规定。
表2：母线连接孔眼与螺栓直径标准。
螺栓直径φ（mm）
孔径φ（mm）
螺栓直径φ（mm）
孔径φ（mm）
6
7
14
15
8
9
16
17
10
11
18
19
12
13
20
21

（3） 孔的加工方法要求采用钻孔或冲孔，最好是一个接触面上的2～4个孔用冲孔模一次冲完。孔的加工方法不允许采用气焊、电焊等切割。
（4） 母排的连接孔的边缘不允许有毛刺，母排打孔后应进行双面划孔（锐角倒钝），使连接孔处平滑圆整。
（5） 母排的搭接尺寸、连接孔的数量及孔径，按表3-（a）、表3-（b）规定，其中A和B是两根相连母排的宽。

表5-（a）：母排的搭接尺寸、连接孔的数量及孔径
搭接形式
类别
序号
连接尺寸（mm）
钻孔要求
螺距规格
A
B
C
φ（mm）
个数

直线连接
1
125~
120
125~
120
A或B
21
4
M20
2
100
100
A或B
17

4
M16
3
80
80
A或B
13
4
M12
4
60
60
A或B
11
4
M10
5
50
50
A或B
9
4
M8
6
45~40
45~40
A或B
9
4
M8

直线连接
7
40
40
80
13
2
M12
8
30
30
60
11
2
M10
9
25
25
50
9
2
M8

垂直连接
10
125~
120
125~
120

21
4
M20
11
125~
120
100~80

17
4
M16
12
125~
120
60

13
4
M12
13
100
100~80

17
4
M16
14
80
80~60

13
4
M12
15
60
60~50

11
4
M10
16
50
50

9
4
M8
17
45~40
45~40

9
4
M8

表5-（b）：母排的搭接尺寸、连接孔的数量及孔径
搭接形式
类别
序号
连接尺寸（mm）
钻孔要求
螺距规格
A
B
C
φ（mm）
个数

垂直连接
18
125~
120
50~40

17
2
M16
19
100
60~40

17
2
M16
20

21
60
50~40

13
2
M12
22
50
45~40

11
2
M10
23
60
30~25

11
2
M10
24
50~60
20~15

9
2
M8
25
50
30~25

9
2
M8
26
40
20~15

9
2
M8
27
40~60
10

7
2
M6

垂直连接
25
125~
120
30~25
60
11
2
M10
26
100
30~25
50
9
2
M8
27
80
30~25
50
9
2
M8

垂直连接
28
40
40~30

13
1
M12
29
40
25

11
1
M10
30
30
30~25

11
1
M10
31
25
20

9
1
M8

5折弯试制
为了验证测量计算的准确性，首先进行试制，根据测量尺寸进行折弯，试装看是否适合，如果无误差啊，可以进行批量生产。一般折弯有以下要求：
（1） 矩形母线应尽量减少弯曲，不允许母排在同一位置反复弯曲。
（2）母排弯曲部位距搭接面的边缘要求大于30mm，按图5规定及图5-（a）所示。

图5: 母排弯曲部位距搭接面的边缘要求大于30mm

（3） 平弯：母排平弯在折弯机上进行，将需弯曲的母排放在设备中，将尺寸线与折弯机刀口对齐，使母排弯曲，母排平弯最小允许弯曲半径 按表4规定。

表4：母排平弯最小允许弯曲半径
弯曲种类
母线截面积（axb）mm
最小弯曲半径
铜
铝
平弯
50x5及以下
2a
2a
125x10及以下
2a
2.5a
立弯
50x5及以下
1b
1.5b
125x10及以下
1.5b
2b
注：a母排厚度；b母排宽度。

(4)母线搭接时，连接处距母线固定夹板的边缘不得小于50mm，按图6所示。

图6：母线连接处距母线固定夹板的边缘不得小于50mm

(5）矩形母线采用螺栓固定搭接时，连接处距支柱绝缘子的支持夹板边缘不应小于50mm，上片母线端头与下片母线平弯开始处的距离不应小于50mm。另外，两母线搭接时（分支母线除外）不得改变其直线方向，按图7所示。

图7：母线搭接处距绝缘子的距离规定不应小于50mm

(6)立弯：母排立弯最小允许弯曲半径，按表4规定及图5-（b）所示。
(7)扭弯：扭弯（麻花弯）90o时，扭弯部分的长度应为母排宽度的2.5～5倍，按图5-（c）所示。

图5：母排弯制最小允许弯曲半径
(a)立弯母排；（b）平弯母排；（c）母排的扭弯

6打磨轧花
母排断口处应平滑圆整，不能有毛刺存在，以防止产生尖端放电，及便于装配维护。母排的连接孔的边缘也不允许有毛刺，母排打孔后应进行双面划孔（锐角倒钝），使连接孔处平滑圆整。≥40mm宽母排搭接触面应做压花处理，减小母排之间的内应力，压花面积为母排宽度+20mm，允许偏差为（±2mm）。
7镀锡
镀锡是指在母排表面镀上一层金属锡，它能防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层——铜绿。所以镀锡就是为了防止铜被氧化，镀锡是非常重要的。
8标识及热缩
（1）母排表面可根据项目要求套PVC热缩套管或进行冷缩套管处理，在无特殊要求情况下母排表面须做防氧化处理（如：刷漆、电镀、热缩、冷缩等）。
（2）母排相序标志用颜色加以区别，可以采用下述方法：根据母排的宽度贴上适当大小的圆形相序标志或按相序标志要求热缩相应颜色。
（3） 母线的标识及相序排列，按表5规定。

表5：母线的标识及相序排列
相序
标识颜色
垂直位置
水平位置
下引线
L1(A)
黃
上
远
左
L2(B)
绿
中
中
中
L3(C)
红
下
近
右
中性线（N）
淡蓝
再下
再近
再右
接地线（PEN）
黄绿相间
最下
最近
最右

（4） 要求母排粘贴相色标志（标识）时，≥40mm宽母排粘贴直径Ф35大小相色标志（标识），≥30mm＜40mm宽母排粘贴直径Ф25mm大小相色标志（标识），＜30mm宽母排粘贴直径Ф10mm大小相色标志（标识）。
能否通过CAD/CAM软件实现自动化设计加工，体现现代技术的优越性。
三、总结
高压开关柜的母线配制是否合理，不仅涉及到制造厂家的生产成本，而且会影响高压开关柜今后扩展和增容，更重要的是关系到高压开关柜的安全运行和承受短路电流的能力。其制作也一直是我一直实习的只要内容，对制作的过程是比较熟悉和了解的，对于每个制作工序，也可以熟练操作了。总之，通过以上阐述我对高压开关柜的母线配制与制作又加深了认识和理解。
致谢
首先感谢老师能给与一定的点评和修改，在老师的指导下，能使之成为一篇完整合格的论文。多谢老师指导。
参考文献
1 百度资料
2 新疆特变电工自控设备有限公司高低压成套开关设备一次线母排（线）加工工艺守则
3电工电子技术