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什么是母線槽短路電流?
發(fā)布者:admin 時(shí)間:2018-01-10 10:50:00
母線槽運(yùn)行時(shí)可能會(huì)發(fā)生母線槽本身短路和母線槽的負(fù)載電氣設(shè)備短路。 密集型母線槽是體積最小、散熱最好的一種母線槽,但也是最容易發(fā)生相間短路的母線槽。銅排毛刺組裝時(shí),垃圾進(jìn)入母線槽殼體內(nèi)是密集型母線槽發(fā)生短路的主要原因;此外,其本身的結(jié)構(gòu)不合理,也是造成短路的重要原因,例如采用鋁外殼、銅母線,兩者之間采用穿芯螺栓固定的密集型母線槽,由于銅、鋁的線膨脹系數(shù)不一樣,就會(huì)造成穿芯螺栓的絕緣層損壞而發(fā)生短路。 雖然密集型母線槽存在短路的可能,但只要注意原材料的質(zhì)量控制和工藝控制是可以避免短路的。發(fā)生短路的母線槽,絕大多數(shù)是廉價(jià)產(chǎn)品或者是賣高價(jià)的劣質(zhì)產(chǎn)品。 采用母線隔開一定距離的空氣型母線槽或者雙重絕緣母線槽,可避免母線的相間短路,但由于存在煙囪效應(yīng)和散熱性能差等因素,因此垂直敷設(shè)的場(chǎng)所不應(yīng)采用這種母線槽。 母線間相隔一定的距離、母線槽內(nèi)充滿絕緣樹脂,可避免相間短路的發(fā)生,由于充滿了絕緣樹脂,因此不存在煙囪效應(yīng),這類母線槽稱為JDR全封閉樹脂澆注母線槽。
母線槽運(yùn)行中,大多數(shù)短路是因?yàn)槟妇€槽的負(fù)載造成電氣設(shè)備的短路而引起的。電動(dòng)機(jī)短路是經(jīng)常發(fā)生的,雖然安裝了電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)的電源。但在此過(guò)程中,即電動(dòng)機(jī)保護(hù)器切斷電源前,母線槽就受到了短路的沖擊,電動(dòng)機(jī)的功率越大,發(fā)生短路故障時(shí)對(duì)母線槽的沖擊也越大。 母線槽能承受的短路能力稱為母線槽的短路強(qiáng)度,又稱為母線槽的短路容許電流容量。 短路強(qiáng)度是反映母線槽能承受短時(shí)短路電流(額定短時(shí)耐受電流和額定峰值耐受電流)的能力,短路電流會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和電動(dòng)應(yīng)力。熱應(yīng)力會(huì)破壞母線槽絕緣材料的絕緣性能,電動(dòng)應(yīng)力會(huì)破壞母線槽的機(jī)械結(jié)構(gòu)。短路強(qiáng)度越大,母線槽投入運(yùn)行后的可靠性也越大。
為了考核母線槽的短路強(qiáng)度,母線槽必須做短路強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)后應(yīng)符合下列結(jié)果: (1)不應(yīng)有過(guò)大的變形。如果母線槽受到短路電流沖擊后,母線槽的電氣間隙和爬電距離仍符合要求,不至于妨礙分接單元的正常連接,母線槽的絕緣和零件的絕緣支持件沒有任何損傷的跡象時(shí),允許母線有微小的變形; (2)母線槽的絕緣仍舊符合要求; (3)連接母線用的零件不應(yīng)松開或脫落; (4)保護(hù)接地裝置的功能不應(yīng)被削弱; (5)不破壞防護(hù)等級(jí); (6)無(wú)須維修就能經(jīng)受耐壓試驗(yàn)。 國(guó)標(biāo)對(duì)母線槽的短路強(qiáng)度未作規(guī)定,但要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)短時(shí)耐受電流的數(shù)值作出規(guī)定。
有人認(rèn)為,母線槽的額定電流越小,對(duì)短路強(qiáng)度的要求也越低。這個(gè)觀點(diǎn)有一定的道理,因?yàn)槟妇€槽的額定電流越小,其阻抗就越大,在同樣的負(fù)載短路情況下,額定電流小的母線槽產(chǎn)生的短路電流也小,但是取決于短路電流大小的主要因素不是母線槽的阻抗,而是短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近。例如:一根800A的母線槽,在離變電所50m的位置短路和離變電所10m的位置短路的情況是不同的,后者的短路電流是前者的5倍。因此,工程中母線槽的短路強(qiáng)度在不同場(chǎng)所的要求是不同的,在近電源端的母線槽要求的短路強(qiáng)度大,母線槽離電源端越遠(yuǎn),要求的短路強(qiáng)度越小。 母線槽的短路強(qiáng)度還與母線間距離有關(guān),相間距離越大,短路時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力越小,因此它的短路強(qiáng)度也越大。根據(jù)此點(diǎn),母線間相隔一定距離的樹脂澆注母線槽的短路強(qiáng)度比密集型母線槽大。
母線槽的短路強(qiáng)度與母線槽采用絕緣材料的允許工作溫度有極大的關(guān)系。因?yàn)闊岱€(wěn)定主要是考核母線槽絕緣材料的性能。母線槽采用的絕緣材料允許工作溫度越高,其短路強(qiáng)度也越大,采用耐火絕緣材料的母線槽,其短路強(qiáng)度遠(yuǎn)大于采用允許工作溫度為130℃的絕緣材料的母線槽。需要說(shuō)明的是短路試驗(yàn)時(shí)僅使絕緣材料老化,而不能區(qū)分出短路強(qiáng)度的高低,因此判斷所采用的母線槽短路強(qiáng)度大小時(shí),必須知道母線槽采用的絕緣材料的允許工作溫度。允許工作溫度越高,可承受的短路強(qiáng)度也越大。 母線槽的短路強(qiáng)度與母線槽的結(jié)構(gòu)有極大的聯(lián)系,因?yàn)槎搪窌r(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力會(huì)起到很大的破壞作用。有不少?gòu)S家在做短路試驗(yàn)時(shí),采用鋼外殼的母線槽,外殼的連接螺栓繃斷,因此做短路試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)人員必須遠(yuǎn)離試驗(yàn)場(chǎng),以免螺栓繃斷飛出時(shí)傷到試驗(yàn)人員。 鋼外殼母線槽的外殼連接螺栓越密,其短路強(qiáng)度越大,有的廠為使短路強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)茼樌ㄟ^(guò),對(duì)試樣的外殼螺栓加密,普通螺栓改為高強(qiáng)螺栓,這些和產(chǎn)品不符的改動(dòng)是不允許的。
樹脂澆注母線槽由于整體緊固在一起,因此它的短路強(qiáng)度也超過(guò)鋼殼母線槽。 對(duì)樣本提供的短路強(qiáng)度數(shù)據(jù)不要全信,有些廠的說(shuō)明書中給出的母線槽短路強(qiáng)度是不確切的,舉例如下: (1)某廠提供的數(shù)據(jù)如表1所示。 表1存在如下問(wèn)題: ①國(guó)標(biāo)規(guī)定:“額定峰值耐受電流試驗(yàn)的通電時(shí)間不應(yīng)小于3個(gè)周波,試驗(yàn)電流有效值的平方與通電時(shí)間的乘積不應(yīng)大于短時(shí)耐受電流試驗(yàn)時(shí)的相應(yīng)值。對(duì)50Hz而言,0.1s就通過(guò)5個(gè)周波,若通電1s就有50個(gè)周波通過(guò)母線槽,3sz則有150個(gè)周波通過(guò)。通常動(dòng)穩(wěn)定只做0,1s; ②額定電流為2000~5000A檔的三種動(dòng)穩(wěn)定電流值相等是錯(cuò)誤的,這顯然是假數(shù)據(jù)。母線槽1s要達(dá)到100kA己不易,該廠能否達(dá)到200kA/3s?是否有必要? ③動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)取電流峰值,不是有效值。 (2)某廠提供的數(shù)據(jù)如表2所示。 表2動(dòng)穩(wěn)定未規(guī)定通電時(shí)間是錯(cuò)誤的,應(yīng)取0.1s; (3)某公司提供的數(shù)據(jù)如表3所示。 表3的數(shù)據(jù)令人費(fèi)解: ①0.1s和1s為相同的電流是錯(cuò)誤的,1s的電流應(yīng)<0.1s的電流; ②瞬間電流含義不清,應(yīng)改為峰值和有效值; ③不可能達(dá)到240kA。
母線槽運(yùn)行中,大多數(shù)短路是因?yàn)槟妇€槽的負(fù)載造成電氣設(shè)備的短路而引起的。電動(dòng)機(jī)短路是經(jīng)常發(fā)生的,雖然安裝了電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)的電源。但在此過(guò)程中,即電動(dòng)機(jī)保護(hù)器切斷電源前,母線槽就受到了短路的沖擊,電動(dòng)機(jī)的功率越大,發(fā)生短路故障時(shí)對(duì)母線槽的沖擊也越大。 母線槽能承受的短路能力稱為母線槽的短路強(qiáng)度,又稱為母線槽的短路容許電流容量。 短路強(qiáng)度是反映母線槽能承受短時(shí)短路電流(額定短時(shí)耐受電流和額定峰值耐受電流)的能力,短路電流會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和電動(dòng)應(yīng)力。熱應(yīng)力會(huì)破壞母線槽絕緣材料的絕緣性能,電動(dòng)應(yīng)力會(huì)破壞母線槽的機(jī)械結(jié)構(gòu)。短路強(qiáng)度越大,母線槽投入運(yùn)行后的可靠性也越大。
為了考核母線槽的短路強(qiáng)度,母線槽必須做短路強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)后應(yīng)符合下列結(jié)果: (1)不應(yīng)有過(guò)大的變形。如果母線槽受到短路電流沖擊后,母線槽的電氣間隙和爬電距離仍符合要求,不至于妨礙分接單元的正常連接,母線槽的絕緣和零件的絕緣支持件沒有任何損傷的跡象時(shí),允許母線有微小的變形; (2)母線槽的絕緣仍舊符合要求; (3)連接母線用的零件不應(yīng)松開或脫落; (4)保護(hù)接地裝置的功能不應(yīng)被削弱; (5)不破壞防護(hù)等級(jí); (6)無(wú)須維修就能經(jīng)受耐壓試驗(yàn)。 國(guó)標(biāo)對(duì)母線槽的短路強(qiáng)度未作規(guī)定,但要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)短時(shí)耐受電流的數(shù)值作出規(guī)定。
有人認(rèn)為,母線槽的額定電流越小,對(duì)短路強(qiáng)度的要求也越低。這個(gè)觀點(diǎn)有一定的道理,因?yàn)槟妇€槽的額定電流越小,其阻抗就越大,在同樣的負(fù)載短路情況下,額定電流小的母線槽產(chǎn)生的短路電流也小,但是取決于短路電流大小的主要因素不是母線槽的阻抗,而是短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近。例如:一根800A的母線槽,在離變電所50m的位置短路和離變電所10m的位置短路的情況是不同的,后者的短路電流是前者的5倍。因此,工程中母線槽的短路強(qiáng)度在不同場(chǎng)所的要求是不同的,在近電源端的母線槽要求的短路強(qiáng)度大,母線槽離電源端越遠(yuǎn),要求的短路強(qiáng)度越小。 母線槽的短路強(qiáng)度還與母線間距離有關(guān),相間距離越大,短路時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力越小,因此它的短路強(qiáng)度也越大。根據(jù)此點(diǎn),母線間相隔一定距離的樹脂澆注母線槽的短路強(qiáng)度比密集型母線槽大。
母線槽的短路強(qiáng)度與母線槽采用絕緣材料的允許工作溫度有極大的關(guān)系。因?yàn)闊岱€(wěn)定主要是考核母線槽絕緣材料的性能。母線槽采用的絕緣材料允許工作溫度越高,其短路強(qiáng)度也越大,采用耐火絕緣材料的母線槽,其短路強(qiáng)度遠(yuǎn)大于采用允許工作溫度為130℃的絕緣材料的母線槽。需要說(shuō)明的是短路試驗(yàn)時(shí)僅使絕緣材料老化,而不能區(qū)分出短路強(qiáng)度的高低,因此判斷所采用的母線槽短路強(qiáng)度大小時(shí),必須知道母線槽采用的絕緣材料的允許工作溫度。允許工作溫度越高,可承受的短路強(qiáng)度也越大。 母線槽的短路強(qiáng)度與母線槽的結(jié)構(gòu)有極大的聯(lián)系,因?yàn)槎搪窌r(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力會(huì)起到很大的破壞作用。有不少?gòu)S家在做短路試驗(yàn)時(shí),采用鋼外殼的母線槽,外殼的連接螺栓繃斷,因此做短路試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)人員必須遠(yuǎn)離試驗(yàn)場(chǎng),以免螺栓繃斷飛出時(shí)傷到試驗(yàn)人員。 鋼外殼母線槽的外殼連接螺栓越密,其短路強(qiáng)度越大,有的廠為使短路強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)茼樌ㄟ^(guò),對(duì)試樣的外殼螺栓加密,普通螺栓改為高強(qiáng)螺栓,這些和產(chǎn)品不符的改動(dòng)是不允許的。
樹脂澆注母線槽由于整體緊固在一起,因此它的短路強(qiáng)度也超過(guò)鋼殼母線槽。 對(duì)樣本提供的短路強(qiáng)度數(shù)據(jù)不要全信,有些廠的說(shuō)明書中給出的母線槽短路強(qiáng)度是不確切的,舉例如下: (1)某廠提供的數(shù)據(jù)如表1所示。 表1存在如下問(wèn)題: ①國(guó)標(biāo)規(guī)定:“額定峰值耐受電流試驗(yàn)的通電時(shí)間不應(yīng)小于3個(gè)周波,試驗(yàn)電流有效值的平方與通電時(shí)間的乘積不應(yīng)大于短時(shí)耐受電流試驗(yàn)時(shí)的相應(yīng)值。對(duì)50Hz而言,0.1s就通過(guò)5個(gè)周波,若通電1s就有50個(gè)周波通過(guò)母線槽,3sz則有150個(gè)周波通過(guò)。通常動(dòng)穩(wěn)定只做0,1s; ②額定電流為2000~5000A檔的三種動(dòng)穩(wěn)定電流值相等是錯(cuò)誤的,這顯然是假數(shù)據(jù)。母線槽1s要達(dá)到100kA己不易,該廠能否達(dá)到200kA/3s?是否有必要? ③動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)取電流峰值,不是有效值。 (2)某廠提供的數(shù)據(jù)如表2所示。 表2動(dòng)穩(wěn)定未規(guī)定通電時(shí)間是錯(cuò)誤的,應(yīng)取0.1s; (3)某公司提供的數(shù)據(jù)如表3所示。 表3的數(shù)據(jù)令人費(fèi)解: ①0.1s和1s為相同的電流是錯(cuò)誤的,1s的電流應(yīng)<0.1s的電流; ②瞬間電流含義不清,應(yīng)改為峰值和有效值; ③不可能達(dá)到240kA。