《電氣設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)》學(xué)習(xí)情景3互感器及載流導(dǎo)體的運(yùn)行與維護(hù)項(xiàng)目3 母線

互感器及載流導(dǎo)體的運(yùn)行與維護(hù)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)情境3主講人：吳靚教授目錄2電流互感器的運(yùn)行與維護(hù)1母線3電力電纜4電壓互感器的運(yùn)行與維護(hù)2項(xiàng)目3：母線33學(xué)習(xí)目標(biāo)4了解母線的作用、分類(lèi)和特點(diǎn)；了解母線在系統(tǒng)中的布置方式。目錄5母線的作用3.1母線的分類(lèi)及特點(diǎn)3.2母線的布置方式3.3母線在絕緣子上的固結(jié)和著色3.43母線封閉母線3.5母線6概念：將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器之間連接的導(dǎo)線。作用：匯集、分配和傳送電能。目錄7母線的作用3.1母線的分類(lèi)及特點(diǎn)3.2母線的布置方式3.3母線在絕緣子上的固結(jié)和著色3.43母線封閉母線3.5母線的分類(lèi)及特點(diǎn)8母線分為軟母線和硬母線。（1）軟母線材料：一般采用鋼芯鋁絞線。使用：用懸式絕緣子將其兩端拉緊固定，在拉緊時(shí)存在適當(dāng)?shù)某诙龋ぷ鲿r(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向擺動(dòng)，故軟母線的線間距離要大，常用于屋外配電裝置。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)9（2）硬母線截面形狀：矩形、槽形或管形。使用：用支柱絕緣子固定，多數(shù)只作橫向約束，而沿縱向則可以伸縮，主要承受彎曲和剪切應(yīng)力，硬母線的相間距離小，廣泛用于屋內(nèi)、外配電裝置。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)10按所使用的材料：銅母線、鋁母線、鋼母線。（1）銅母線銅：電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度高，抗腐蝕性強(qiáng)，便于接觸連接，但是屬于貴重合屬。用途：在含有腐蝕性氣體、有強(qiáng)烈振動(dòng)的地區(qū)(如靠近化工廠或海岸等)、有大電流接觸連接的場(chǎng)所。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)11（2）鋁母線鋁：電阻率約為銅的1.7~2倍，重量輕，儲(chǔ)量較多，價(jià)格較低，但機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能較低，接觸連接性能較差，焊接技術(shù)較復(fù)雜。用途：廣泛用于屋內(nèi)和屋外配電裝置。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)12（3）鋼母線鋁：機(jī)械強(qiáng)度高，價(jià)格便宜。但電阻率很大，為銅的6~8倍，用于交流時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)烈的集膚效應(yīng)，并造成很大的磁滯損耗和渦流損耗。用途：僅用在高壓小容量電路(如電壓互感器回路以及小容量廠用、所用變壓器的高壓側(cè))、工作電流不大于200A的低壓電路、直流電路以及接地裝置回路中。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)13按截面形狀：矩形、圓形、槽形、管形。應(yīng)保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能小，同時(shí)使散熱條件好，機(jī)械強(qiáng)度高。（1）矩形截面優(yōu)點(diǎn)：（與相同截面的圓形母線比較）散熱條件好，集膚效應(yīng)小，安裝簡(jiǎn)單，連接方便，容許工作電流大。用途：35kV及其以下的屋內(nèi)配電裝置。工作電流過(guò)大時(shí)，每相可用兩條或三條矩形母線固定在支持絕緣子上，但允許電流隨條數(shù)的增加而增加得較少。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)14（2）圓形截面優(yōu)點(diǎn)：（與矩形截面相比）不易引起電暈現(xiàn)象。用途：35kV以上的戶外配電裝置，110kV及其以上電壓的戶外配電裝置中，一般都采用鋼心鋁絞線或管形母線。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)15（3）槽形截面優(yōu)點(diǎn)：電流分布較均勻，（與同截面的矩形母線相比）集膚效應(yīng)小、冷卻條件好、余屬材料利用率高、機(jī)械強(qiáng)度高。用途：一般用于母線的工作電流很大，每相需要三條以上的矩形母線才能滿足要求的情況。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)16（4）管形截面優(yōu)點(diǎn)：空芯導(dǎo)體，集膚效應(yīng)小，且電暈放電電壓高。用途：多用于35kV以上的戶外配電裝置。母線的分類(lèi)及特點(diǎn)17在電網(wǎng)的改造和建設(shè)過(guò)程中，我國(guó)大量采用矩型供電母線作為電器設(shè)備連接的主要設(shè)施，但由于其集膚效應(yīng)明顯，渦流損耗嚴(yán)重，約占整個(gè)線路損耗的80%，占整個(gè)變電站系統(tǒng)損耗的20%，國(guó)家電網(wǎng)公司從2000年起逐漸采用銅或鋁金屬管狀裸母線替代矩型母線，但裸母線供電安全性不足，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行金屬管母線的絕緣防護(hù)的研究和應(yīng)用。目錄18母線的作用3.1母線的分類(lèi)及特點(diǎn)3.2母線的布置方式3.3母線在絕緣子上的固結(jié)和著色3.43母線封閉母線3.5母線的布置方式19與母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)。以矩形截面母線為例：水平布置和垂直布置。（1）水平布置可豎放，也可平放。豎放：散熱條件好，母線的額定允許電流較其他放置方式要大，但機(jī)械強(qiáng)

度不是很好。平放：適用于對(duì)于載流量要求不大，

但機(jī)械強(qiáng)度有較高要求的場(chǎng)合。母線的布置方式20（2）垂直布置三相母線分層安裝。優(yōu)點(diǎn)：散熱性強(qiáng)，而且機(jī)械強(qiáng)度和絕緣能力都很高。缺點(diǎn)：增加了配電裝置的高度，需要更大的投資。母線的布置方式21對(duì)槽形截面母線槽形母線的每相均由兩條組成一個(gè)整體，構(gòu)成所謂的雙槽式。均采用豎放式。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械性能相當(dāng)強(qiáng)，而且能節(jié)約金屬材料。目錄22母線的作用3.1母線的分類(lèi)及特點(diǎn)3.2母線的布置方式3.3母線在絕緣子上的固結(jié)和著色3.43母線封閉母線3.5母線的固結(jié)23矩形（a、b）和槽形截面（c）母線，都是通過(guò)襯墊安置在支柱絕緣于上，并利用金具進(jìn)行固結(jié)。1-母線2-鋼板3-螺釘4-間隔鋼管5-鐵板6-擰入鋼板2的螺栓7-絕緣子8-撐桿母線的固結(jié)24考慮鐵耗等會(huì)造成母線金具發(fā)熱，在1000A以上的大工作電流裝置中，通常母線金具上邊的夾板用非磁性材料鋁制成，而其他零件采用鍍鋅鐵?？紤]母線熱效應(yīng)產(chǎn)生的縱向自由伸縮，在固結(jié)鋁板的螺栓上套以間隔鋼管，使母線與上夾板之間保持一定的空隙。圓形截面的母線是利用卡板固結(jié)在支柱上，多股絞線則利用專(zhuān)門(mén)的線夾固結(jié)在懸式絕緣子串上。母線的固結(jié)25當(dāng)矩形截面的長(zhǎng)度大于20m時(shí)，一般在母線上裝設(shè)伸縮補(bǔ)償器。1-補(bǔ)償器2-母線3-支持絕緣子4-螺栓5-墊圈6-襯墊7-蓋板母線的著色（刷漆）26（1）可以增強(qiáng)熱輻射能力，有利于母線的散熱，母線著色后允許負(fù)荷電流提高12％~15％。（2）鋼母線著色還可防止生銹。（3）使工作人員便于識(shí)別直流的極性及交流的相別。直流裝置：正極——紅色；負(fù)極——藍(lán)色。交流裝置：A相——黃色；B相——綠色；C相——紅色。中性線：不接地中性線——白色；接地中性線——紫色帶黑色條紋。母線的著色27不宜著相色:焊縫螺栓連接處、設(shè)備引線端等：便運(yùn)行監(jiān)察接頭情況。最好在母線接頭的顯著位置涂刷溫度變色漆或粘貼溫度變色帶。軟母線的各股絞線：常有相對(duì)扭動(dòng)。目錄28母線的作用3.1母線的分類(lèi)及特點(diǎn)3.2母線的布置方式3.3母線在絕緣子上的固結(jié)和著色3.43母線封閉母線3.5概述29敞露式母線絕緣子表面易受氣候變化影響及灰塵污染，造成閃絡(luò)；外物所致造成母線短路故障；母線容量增大后，母線短路電動(dòng)力和母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱大大增加。電纜母線可緩解上述問(wèn)題，但因投資太大，很少采用。封閉母線：用金屬外殼將導(dǎo)體連同絕緣等封閉起來(lái)的母線。解決辦法：采用封閉母線。封閉母線的類(lèi)型30按外殼與母線間的結(jié)構(gòu)型式：共箱式封閉母線、離相式封閉母線、分相封閉母線。（1）共箱封閉母線三相母線設(shè)在沒(méi)有相間隔板的金屬（或塑料）公共外殼內(nèi)。包括：不隔相共箱封閉母線、隔相共箱封閉母線及交直流勵(lì)磁共箱母線。用途：100MW以下發(fā)電機(jī)引出線與主變壓器低壓側(cè)之間或75MW及以上機(jī)組廠用變壓器低壓側(cè)與高壓配電裝置之間的電流傳輸；發(fā)電機(jī)交直流勵(lì)磁回路、變電所用電引入母線或其它工業(yè)民用設(shè)施的電源引線。封閉母線的類(lèi)型31（1）共箱封閉母線特點(diǎn)：母線導(dǎo)體采用銅鋁母排或槽鋁槽銅，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，運(yùn)行維護(hù)工作量小，防護(hù)等級(jí)為IP54，可基本消除外界潮氣灰塵以及外物引起的接地故障；外殼采用鋁板制成，防腐性能良好，并且避免了鋼制外殼所引起的附加渦流損耗，外殼電氣上全部連通并多點(diǎn)接地，杜絕人身觸電危險(xiǎn)并且不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡(jiǎn)化了對(duì)土建的要求；根據(jù)用戶需要可在母排上套熱縮套管在箱體內(nèi)安裝加熱器及呼吸器等以加強(qiáng)絕緣。封閉母線的類(lèi)型32（2）離相封閉母線三相母線布置在相間有金屬（或絕緣）隔板的金屬外殼內(nèi)。用途：廣泛應(yīng)用于50MW及以上發(fā)電機(jī)引出線回路及廠用分支回路。導(dǎo)體和外殼均采用鋁板卷制焊接而成。封閉母線的類(lèi)型33（2）離相封閉母線特點(diǎn)：減少接地故障，避免相間短路；消除鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱；提高運(yùn)行的安全可靠性；由工廠成套生產(chǎn)，運(yùn)行維護(hù)工作量小，施工安裝簡(jiǎn)便，不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡(jiǎn)化了對(duì)土建的要求；外殼在同一相內(nèi)，采用多點(diǎn)接地，使外殼基本處于等電位，接地方式大為簡(jiǎn)化并杜絕人身觸電危險(xiǎn)。封閉母線的類(lèi)型34（3）分相封閉母線每相導(dǎo)體分別用單獨(dú)的鋁制圓形外殼封閉。用途：從發(fā)電機(jī)出線端子開(kāi)始，到主變壓器低壓側(cè)引出端子的主回路母線，自主回路母線引出至廠用高壓變壓器和電壓互感器、避雷器等設(shè)備柜的各分支線。優(yōu)點(diǎn)：不受環(huán)境和污穢影響，防止相間短路和消除外界潮氣、灰塵引起的接地故障，外殼多點(diǎn)接地，保證人觸及時(shí)的安全;殼內(nèi)的磁場(chǎng)大為減弱，外部短路時(shí)，母線間的電動(dòng)力大大降低；封閉母線的類(lèi)型35（3）分相封閉母線當(dāng)電流通過(guò)母線時(shí)，外殼感應(yīng)出來(lái)的環(huán)流屏蔽了殼外磁場(chǎng)，解決了附近鋼構(gòu)的發(fā)熱問(wèn)題;外殼可作為強(qiáng)制冷卻的通道，提高了母線的載流量；安裝維護(hù)工作量小。缺點(diǎn)：由于環(huán)流和渦流的存在，外殼將產(chǎn)生損耗；有色金屬消耗量大；母線散熱條件差。封閉母線的類(lèi)型36（3）分相封閉母線類(lèi)型：分段絕緣式、全連式、帶限流電抗器的全連式。全連式用途：?jiǎn)螜C(jī)容量在200MW以上的大型發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接線以及廠用電源和電壓互感器等分支線；特點(diǎn)：沿母線全長(zhǎng)度方向的外殼在同一相內(nèi)（包括各分支回路），全部各段間通過(guò)焊接連通。在封閉母線的各終端，通過(guò)短路板，將各相的外殼連接成電氣通路。封閉母線的類(lèi)型37（3）分相封閉母線全連式分段全連式：在全連式的基礎(chǔ)上再將從發(fā)電機(jī)至變壓器之間的封閉外殼分為2~3大段，在每段兩端裝置短路板。分相式封閉母線的結(jié)構(gòu)載流導(dǎo)體材料：一般為鋁。結(jié)構(gòu)：空心，當(dāng)工作電流很大時(shí)，可采用水內(nèi)冷圓管母線。封閉母線的類(lèi)型38（3）分相封閉母線支柱絕緣子結(jié)構(gòu)：多棱邊式結(jié)構(gòu)以加長(zhǎng)漏電距離，每個(gè)支持點(diǎn)可用l~4個(gè)支持絕緣子，較多的情況是用一個(gè)或三個(gè)。單個(gè)絕緣子支持三個(gè)絕緣子支持封閉母線的類(lèi)型39（3）分相封閉母線保護(hù)外殼材料：鋁板。形狀：圓管形，為便于檢修維護(hù)母線接頭或絕緣子，在外殼上設(shè)置檢修與觀察孔。伸縮接頭：為保證封閉母線的伸縮，在外殼和載流導(dǎo)體與電氣設(shè)備的連接處設(shè)置，可拆卸。封閉母線的類(lèi)型40（3）分相封閉母線全連式分相封閉母線與敞露母線相比有以下優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行可靠性高；外殼環(huán)流的屏蔽作用，顯著減小了母線附近鋼構(gòu)中的損耗和發(fā)熱，可不用考慮附近鋼構(gòu)的發(fā)熱問(wèn)題；短路電流通過(guò)時(shí)，由于外殼環(huán)流和渦流的屏蔽作用，使母線之間的電動(dòng)力大大減小，可加大絕緣子間的跨距。外殼之間的電動(dòng)力也不很大，不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題；