1、開關柜設計基礎（電氣）開關柜設計基礎（電氣）一、概述一、概述二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計四、母線的選擇與應用四、母線的選擇與應用五、特殊環境對開關設備的影響五、特殊環境對開關設備的影響一、概述一、概述1 1、開關柜設計的主要內容與基本原則、開關柜設計的主要內容與基本原則 開關柜的設計包括結構設計和電氣設計兩大部分。結構設計是基礎，它具體確定了產品的結構和性能(包括機械性能和部分電氣性能)；它同時對電氣設計也有很大影響，決定著電器元件的選擇、安裝方式和操作性能。結構設計與電氣設計必須相互配合與協調。1.1、開關柜設計的主要內容結

2、構設計包括以下主要內容:1) 開關柜的外形尺寸和內部空間的整體布局。2) 外殼與柜體骨架:外殼部分包括外殼材料的選擇、外殼溫升、防護以及外殼各組成部分，如蓋板、門、觀察窗、通風窗、排氣口等的設計；柜體骨架設計包括型材的選擇、連接方式、機械強度等。一、概述一、概述3) 隔板和活門。4) 聯鎖，即“五防”。電氣設計包括以下主要內容:1) 主回路:包括一次接線方案和電器元件的選擇以及母線的選擇。2) 輔助回路:包括開關電器的控制電路、保護電路、測量電路、信號電路等。3) 防電擊(接地保護)。4) 絕緣配合。一、概述一、概述1.2、開關柜設計的基本原則開關柜的設計應嚴格遵循相關標準，如：低壓開關柜的設

3、計應遵循GB7251.1-2005低壓成套開關設備和控制設備、JB/T 9661-1999低壓抽出式成套開關設備、JB/T 5877-2002低壓固定式成套開關設備等標準。開關柜的設計要保證產品質量，使設計出的產品在性能、結構、品種等方面都能很好地滿足使用者的要求；要保證所設計的產品在生產中具有良好的經濟效果，可以采用最經濟的加工方法，并提高標準化、系列化和通用化水平。要防止兩種偏向:一是不顧使用者的要求，不恰當地簡化產品結構，片面追求制造的經濟放果，以致產品質量下降；二是片面地強調高標準，不恰當地提高產品加工精度和擴大貴重原材料的使用，致使產品結構過于復雜，制造成本過于昂貴。一、概述一、概述

4、2 2、產品部、產品部- -高低壓設計室工藝流程高低壓設計室工藝流程一、概述一、概述產品部輸出的設計資料：產品部輸出的設計資料：1 1）圖紙類：單線系統圖、原理圖（電路圖）、柜體排列圖、柜體交底圖（含配置清單）、二次配線圖（表）、布置圖（含門板布置圖、小母線布置圖）、結構件圖、母排加工圖。注：最后兩項由結構室下發。2）清單類：預算清單（品牌招標和預算用）、元器件請購單、輔料請購單、分柜清單、制作要求表、標牌清單、母排使用清單、柜體參數表。1 1、高壓開關柜設計的基本要求高壓開關柜設計的基本要求1)高壓開關柜的設計，應使得正常運行、監視和維護工作能安全方便地進行。維護工作包括:元件的檢修、試驗、

5、故障的尋找和處理。2) 對于額定參數和結構相同而需要替代的元件應能互換。3) 對于具有可移開部件的高壓開關柜，如果可移開部件的額定參數和結構相同，則應能互換。4) 裝在外殼內的元件，除應符合它們各自的標準外，在高壓開關柜的設計中，應考慮到下列因素的影響:外殼應有足夠的機械強度，使得裝在外殼內的開關、操動機構及其他元件具有它們原來的機械特性和電氣性能。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計如果外殼內裝有油浸式變壓器等類似元件，當發生故障時，它不應影響相鄰設備，在運行中也應便于巡視、檢查。2 2、高壓開關柜的基本結構高壓開關柜的基本結構高壓

6、開關柜由柜體和斷路器兩大部分組成，具有架空進出線、電纜進出線、母線聯絡等功能。柜體由殼體、電氣元件（包括絕緣件）、各種機構、二次端子等組成。.柜體的材料：1）冷軋鋼板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12； 2）敷鋁鋅鋼板，主要用于組裝柜。如：KYN28A-12。.柜體的功能單元（以KYN28A-12為例）：1）母線室；（一般主母線按照“品”字型或“1”字型兩種結構布置）2）斷路器手車室；3）電纜室； 4）繼電器儀表室。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計A-母線室B-手車（斷路器）室C-電纜室D-繼電器儀表室二、高壓開關柜的電氣設計二

7、、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計母線室繼電器儀表室電纜室手車（斷路器）室二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計3 3、高壓開關柜的高壓開關柜的“五防五防”設計設計3.1、“五防”的基本內容“五防”是電力系統中防止五種電氣誤操作的簡稱。據統計，電力系統的誤操作事故有80% 以上屬于五種誤操作，即：誤分、誤合斷路器；帶負荷操作隔離開關；帶電掛接地線或合接地開關；帶接地線開關合閘；誤人帶電間隔。因此，各種開關設備間必須有一定的操作順序，否則就會造成嚴重后果甚至出現事故。為此，高壓開關柜應具有“五防”功能，即:（1）防止誤分、誤合斷路器； （2）防止帶負

8、荷分、合隔離開關； （3）防止帶電誤合（掛）接地開關（線）； 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計（4）防止帶接地線（開關）合斷路器（負荷開關）； （5）防止誤入帶電間隔。3.1、閉鎖裝置的類型“五防”功能可通過閉鎖裝置來實現。閉鎖裝置是一種以防止電氣誤操作而在高壓開關柜中裝設的一種裝置。閉鎖裝置能保證按規定程序操作時，開關柜可以操作；否則，開關柜不得操作。所謂“程序操作”是指按電力設備安全的要求人為規定的操作順序。閉鎖裝置可分為機械閉鎖裝置和電氣閉鎖裝置兩類。機械閉鎖裝置全部采用傳動杠桿、連桿、擋扳、滑塊等機械零部件構成。電氣閉鎖裝置是指電磁鎖、閉鎖電路等。二、高壓開關柜的電氣設

9、計二、高壓開關柜的電氣設計需討論確認的事項：高壓饋線柜（如：變壓器回路、電動機回路、電容器回路等）接地開關的聯鎖機構上是否需要加電磁鎖？分析：雖然斷路器底盤車與接地開關之間存在機械閉鎖，但是當斷路器分閘后，高壓電動機、電容器會存在反送電的現象，為了防止帶電合接地開關，一般在接地開關聯鎖機構上裝電磁鎖。而現場在進行設備安裝施工時，往往由于電磁鎖的輔助電源還未供電，無法操作接地開關，導致柜門無法打開，影響施工。（該問題的解決措施：在柜體立柱在開一個小孔，然后用螺絲刀去使電磁鎖動作。）二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4 4、柜內主要一次電氣元件（以、柜內主要一次電氣元件（以KYN28

10、A-12KYN28A-12為例）為例）4.1 電流互感器 Current Transformator （簡稱：CT） 將大電流轉換成標準小電流（5A、1A），供測量、保護用。4.1.1 型號說明一次繞組型式：M-母線式、F-貫穿復匝式、Q-線圈式、D-貫穿單匝式；安裝型式：A-穿墻式、Z-支柱式；絕緣型式：Z- 澆注絕緣、J-樹脂澆注、C-瓷絕緣、K-塑料外殼；用途：B-保護級、D-差動保護用、J-接地保護用；結構型式： Q（J） - 加強型、J-加大容量、W-戶外式、G-改進型；二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計舉例說明：LZZBJ9-10A L:電流互感器 Z：支柱式 Z:澆

11、注式 B：帶保護級 J：加強型 9:設計序號 10：額定電壓（kV） A：結構代號二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.1.2 變比：一次電流/二次電流 二次電流：5A、1A；一次電流根據系統需求。 變比：100/5、200/1、2000/54.1.3 精度等級 0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10 測量級：0.2S、0.2、0.5S、0.5 注：0.2級和0.2S級最大的區別是在小負荷時，0.2S級比0.2級有更高的測量精度；主要是用于負荷變動范圍比較大，而有些時候幾乎空載的場合。 0.2S級和0.2級在各負載率下的電流誤差及相位誤差可參見

12、GB1208-1997電流互感器，通過該國標圖表中的數據，可以清楚地看出在實際負荷電流小于額定電流的30%時，0.2S級的綜合誤差明顯小于0.2級電流互感器。 保護級：5P、10P，表示5%和10% P表示保護 準確限值系數：10、15、20、25、30（易被忽略）二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計舉例說明： 5P10表示當一次側過流10倍時，該繞組的復合誤差5%； 10P10表示當一次側過流10倍時，該繞組的復合誤差10%； 10P15表示當一次側過流15倍時，該繞組的復合誤差10%。4.1.4 額定輸出容量依據二次負荷額定容量進行選擇，一般用VA表示，如：10VA、15VA、

13、20VA等。4.1.5 注意事項： 1）電流互感器的二次側在使用時嚴禁開路。使用過程中拆卸儀表或繼電器時，應事先將二次側短路。安裝時，接線應可靠，不允許二次側安裝熔絲或開關等元件； 2）二次側必須有一端接地。防止一、二次側絕緣損壞，高壓竄入二次側，危及人身和設備安全；二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計 3）接線時要注意極性。電流互感器一、二次側的極性端子，都用字母表明極性。一次側用P1、P2表示；二次側用nS1、nS2（n表示線圈繞組序號）； 4）一次側串聯接在線路中。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.2 電壓互感器 Potential Transformer

14、（簡稱：PT） 將高電壓轉換成標準低電壓（100V），供測量、保護用。4.2.1 型號說明相數代號：D-單相、S-三相絕緣型式：J-油侵式、G-干式、Z-澆注式結構型式：W-五柱三繞組、B-帶補償繞組、J-接地保護、X-帶剩余電壓繞組 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計舉例說明：JDZ(X)10-3、6、10 J:電壓互感器 D：單相 Z:澆注式 X：帶剩余電壓繞組 10:設計序號 3、6、10：額定電壓（kV） JDZX系列JDZ系列二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.2.2 變比:一次電壓/二次電壓 二次電壓：100V ；一次電壓根據系統電壓確定 JDZ10-

15、10： 10/0.1(單相接法) 10/0.1/0.1（V-V接法） JDZX10-10：10/3/0.1/3/0.1/3 （Y-Y-接法） 10/3/0.1/3/ 0.1/3/0.1/3（Y-Y-Y-接法） （a）單相接法二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計（b）V-V 接法（d）Y-Y-接法（c）Y-Y 接法二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.2.3 精度等級 0.2/3P、0.2/0.5/3P、0.5/3P/6P 測量級：0.2S、0.2、0.5 保護級：3P、6P，P表示保護4.2.4 額定輸出容量依據二次負荷額定容量進行選擇，一般用VA表示，如：30VA、

16、50VA、100VA等。4.2.5 注意事項：1）電壓互感器的二次側在工作時嚴禁短路。在正常工作時，其二次側的電流很小，近于開路狀態，當二次側短路時，其電流很大（二次側阻抗很小）將燒毀設備。2）電壓互感器的二次側必須有一端接地，防止一、二次側擊穿時，高壓竄入二次側，危及人身和設備安全。 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計3）電壓互感器接線時，應注意一、二次側接線端子的極性。以保證測量的準確性。4）電壓互感器的一、二次側通常都應裝設熔絲作為短路保護。5）一次側并聯接在線路中。4.3 零序電流互感器 正常情況下，三相電流矢量和等于零，零序CT二次繞組無信號。 當發生接地故障或三相電流

17、不平衡時，三相電流矢量和不等于零，零序CT二次側輸出信號，使保護元件動作，切斷電源，達到接地故障保護目的。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.3.1 型號：LXK-80(100、120、200) LX:零序電流互感器 K：開合式 80：內孔直徑4.3.2 變比：一次電流/二次電流 二次電流：5A、1A 變比：100/1 、 100/54.3.3 精度等級 保護級：1級、3級4.4 接地開關在停電檢修期間，為了保護操作人員、設備、系統的安全，就會把出線柜通過接地開關對地短路，進行完全放電，這樣不會造成由誤送電或線路反送電造成的觸電事故。 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電

18、氣設計 4.4.1 型號：JN15-12/31.5-口 J：接地開關； N：戶內； 15：設計序號； 31.5：額定短時耐受電流（kA）； 口：相間距離（mm）。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.5 過電壓保護器 用于335kV系統的電動機、變壓器、開關、母線等設備的過電壓保護，對相間過電壓和相對地過電壓均能起到可靠的限制作用。4.6 真空斷路器 Vacuum circuit breaker （簡稱VCB）4.6.1 型號說明二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計舉例說明： VS1-12/1250A-25kA1250A：額定電流； 25kA：額定短路開斷電流航空插頭

19、 絕緣套筒（真空泡安裝在內部） 觸臂 梅花觸頭 手動合閘 手動分閘 手動儲能底盤車（固定式無） 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計4.7 高壓帶電顯示裝置 high voltage presence indicating device 由三個傳感器和一個帶電顯示器經導線連接組成。能將高壓帶電體帶電與否的信號傳遞到發光或音響元件上，顯示或同時閉鎖高壓開關設備的裝置。 二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計5 5、高壓開關柜設計中應注意的事項高壓開關柜設計中應注意的事項1）相間及相對地的絕緣距離注意：當海拔高度超過1000m時，應按GB3906-2006的要求對絕緣距離給予

20、修正。但有時受配電室地方的限制，我們所制作開關柜的外形尺寸往往不能滿足絕緣距離的要求，所以可以采取以下幾種方法來解決絕緣問題：額定電壓（kV）帶電體相間及相對地的絕緣距離（mm）3.6757.2100121252418040.5300二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計第一，在金屬封閉高壓開關柜中，采用非金屬的絕緣隔板，以此來加強相間或相對地絕緣，達到縮小對絕緣距離的要求。但必須注意10kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小于30mm，在40.5kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小于60mm。該方法的缺點是絕緣隔板受使用環境影響很大，存在絕緣老化的問題。第二，使用熱縮套管把高壓帶

21、電導體整個熱縮起來，實踐中10kV要確保絕緣距離不小于100mm,35kV要確保絕緣距離不小于200mm。缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題。隨時間推移絕緣強度會降低。綜上所述，在設計許可的情況下，盡可能地使用空氣絕緣來滿足絕緣的要求。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計2）爬電距離和爬電比距爬電距離：在兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離；爬電比距：設備外絕緣的爬距與其兩端承受的最高運行電壓（對于交流系統，為最高線電壓）之比，單位為mm/kV。 電力系統是供電部門的核心系統，不能有絲毫的馬虎，用戶往往追求高可靠性，在爬電距離方面對制造廠家提出了十分嚴格的要求，實踐中我們要符

22、合以下條件：二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計對于純瓷絕緣為：18mm/kV；對于有機絕緣為：20mm/kV。為了滿足以上要求我們所采取的措施是，要求配套廠家增大增加絕緣子的傘群，另外在開關柜使用環境較潮濕的場所，為了防止發生凝露，在開關柜中的電纜室、斷路器室加入帶溫控裝置的加熱器。3）對于架空進線、電纜下進下出等方案，中置柜的柜深為1660mm。4）當額定電流為630A1600A時，中置柜的柜寬一般為800mm；當額定電流為1600A4000A時，中置柜的柜寬一般為1000mm。5）零序電流互感器的孔徑選擇應考慮一次電纜的規格。6）在提元器件請購單時，必須保證其參數和性能要符合

23、二次原理圖的要求，如各種元件帶的附件是否齊全、輔助觸點是否夠用、控制電壓是否符合要求等等。二、高壓開關柜的電氣設計二、高壓開關柜的電氣設計7）高壓柜內端子總數應控制在200節以內，盡量減少端子排中的空白端子，如圖所示：三、低壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計1 1、低、低壓開關柜的主回路壓開關柜的主回路每種型號的低壓開關柜，都由受電柜(進線柜)、計量柜、聯絡柜、雙電源互投柜、饋電柜和電動機控制中心(MCC) 、無功補償柜等組成。以下以MNS抽出式低壓開關柜為例，對低壓開關柜的各種主回路進行歸類說明（見CAD圖紙）2 2、低、低壓開關柜的輔助回路壓開關柜的輔助回路低壓開關柜中的輔助電路主

24、要有斷路器操作控制電路、測量(計量)電路、電動機(不可逆和可逆)控制電路、雙電源互投控制電路等。3 3、低、低壓開關柜設計中應注意的事項壓開關柜設計中應注意的事項1）必須明確系統的進出線方式，如：（a）母線上進（側進）電纜下出；（b）母線下進電纜下出；（c）電纜下進電纜下出；（d）電纜上進電纜上出。三、低壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計2）必須明確系統中所有開關柜的排列順序和操作面方向，搞清楚是靠墻（靠墻的開關柜要考慮安裝和檢修）還是離墻安裝？3）設計時要保證系統圖上的外形尺寸和平面布置圖上的外形尺寸一致，并考慮各柜的安裝空間是否夠用？4）系統中有母線橋的情況，要考慮母線橋的走向與系

25、統進出線方式有無沖突，并考慮母線橋進出線位置有無困難？5）設計時要考慮面板和測控板布局合理，要保證相同容量的回路或其備用回路的互換性。6）抽屜內裝塑殼斷路器時，注意斷路器本身帶的附件（如：分勵、輔助、欠壓等）可能會增加其外形尺寸，有可能無法安裝在抽屜內。三、低壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計7）額定電流在400A630A的電動機直接啟動回路，應避免采用抽屜安裝。原因：因為電動機啟動電流大，頻繁啟動導致抽屜插接件過熱，從而引發故障；因為抽屜柜產品自身的缺陷，抽屜在進行一定次數的插拔后，導致插接件接觸不好，容易因插接件發熱引發故障。8）在材料清單中要特別注意元器件的型號、參數要符合樣本和

26、資料上的書寫規范；查資料時首先考慮生產廠家的樣本，尤其是參數（包括外形及安裝尺寸）。9）在提元器件清單時，首先要確認系統圖、原理圖的設計是否合理；其次要保證其參數和性能要符合二次原理圖的要求，如各種元件帶的附件是否齊全、時間繼電器的觸點性質是否符合要求、輔助觸點是否夠用、控制電壓是否符合要求等等。三、低壓開關柜的電氣設計三、低壓開關柜的電氣設計四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用1 1、母線的分類、母線的分類1）按其橫截面分，可分為矩形、槽形和管形(或雙D形)母線3種。a. 矩形母線單片矩形母線具有集膚效應系數小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優點，一般適用于工作電流不超過2000A的回

27、路中。多片矩形母線集膚效應系數比單片母線的大，所以附加損耗 。因此載流量不是隨導體片數增加而成倍增加的，尤其是每相超過三片以上時，導體的集膚效應系數顯著增大。在工程實用中多片矩形母線一般用于工作電流不超過4000A的回路中。b.槽形母線槽形母線的電流分布比較均勻，與同截面的矩形導體相比，其優點是散熱條件好、機械強度高。載流能力比同截面的矩形導體約大35%，四、母線的選擇與應用四、母線的選擇與應用因此槽形母線一般用于電流較大、電動力效應要求高的設備中。如：發電機出口開關柜，其額定電流大，一般達到5000A以上。c.管形母線管形母線是空芯導體，集膚效應系數小，防電暈效果好,但連接比較復雜。2）按材

28、質分，可分為銅母線、鋁母線、鐵母線，其中銅母線由于載流量大，抗腐蝕性能和力效應好，應用最廣泛。鋁質母線在電流小、非沿海和非石化系統也有應用。使用鐵母線主要從經濟上考慮，應用于PT連接線。3）按自然狀態可分為硬母線和軟母線。軟母線主要應用于連接不便可以吸收一些力效應的場所，如斷路器內部、電容器等。四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用2 2、母線的載流量、母線的載流量2.1、載流量的定義母線的載流量是指母線在規定的條件下能夠承載的電流有效值。“規定的條件”中主要指標是環境溫度。2.2、影響載流量的因素1）布置方式母線立放時載流量比平放時要高一些，一般當母線平放且寬度小于60時，其載流量為立放時

29、的0.95倍, 寬度大于60時其載流量為立放時的0.92倍，這是由于立放時散熱性能要比平放時要好的緣故。 2）環境溫度3）母線的材質4）散熱條件四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用2.3、載流量表四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用3 3、母線的熱效應和電動力效應母線的熱效應和電動力效應3.1、母線的熱效應母線的熱效應是指母線在規定的條件下能夠承載的因電流流過而產生的熱效應。在開關設備和控制設備中指在規定的使用和性能條件下，在規定的時間內,母線承載的額定短時耐受電流。3.1.1、根據額定短時耐受電流來確定母線最小截面根據GB3906-2006 3

30、.640.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備附錄D 中的公式： 來確定母線的最小截面積。式中： S-導體截面，mm2； I-額定短時耐受電流，A； -材質系數，以 表示，并按下列規定取值： 銅為13，鋁為8.5，鐵為4.5，鉛為2.5；tIS212mmKSA四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用 t-額定短路持續時間（s）； -溫升（K），對于裸導體一般取180，如果時間超過2s， 但小于5s，值可在同一公式中增加到215。 根據以上公式計算得出：25kA/4s系統銅母線最小截面積S=（25000/13）*（4/215）260 mm231.5kA/4s系統銅母線最小截面積S=（31500/

31、13）*（4/215）330 mm240kA/4s系統銅母線最小截面積S=（40000/13）*（4/215）420 mm2 63kA/4s系統銅母線最小截面積S=（63000/13）*（4/215）660 mm2 80kA/4s系統銅母線最小截面積S=（80000/13）*（4/215）840 mm2四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用根據以上計算結果，得出4s額定短時耐受電流下銅母線的最小規格如下： 根據DL404-20073.6kV40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備中5.3條規定，對于中性點直接接地系統，接地回路的短時耐受電流最大值可達到主回路的額定短時耐受電流值；對于中性點

32、非直接接地系統，接地回路的短時耐受電流最大值可達到主回路的額定短時耐受電流的87%。對于335kV系統，一般為中性點非直接接地系統，根據此要求可以計算出各種系統短路容量下的高壓開關柜接地四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用母線的最小截面積。GB3906-2006 3.640.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備第5.3.2節規定：如果接地導體是銅質的，則在規定的接地故障條件下，當額定短路持續時間為1s時，電流密度不超過200A/ mm2；當額定短路持續時間為3s時，電流密度不超過125A/ mm2。且其截面不得小于30 mm2。如果接地導體不是銅質的，則應滿足等效的熱效應要求。在實際項目中

33、，如果沒有特殊要求，建議高壓柜的接地母排按照1s的短時耐受電流考慮。四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用3.2、母線的電動力效應電動力效應是指短路電流通過平行導體產生的電磁效應。母線受電流的作用力與電流、母線形狀、母線間的距離有關。3.2.1、根據額定峰值耐受電流來確定銅母線的最大跨距（即：相鄰支撐件之間的最大距離）原則：作用在母線上的作用應力kg/cm2母線允許應力公式：ya10ich1.76js-322WL四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用式中：js作用于母線的作用應力，kg/cm2；y母線允許最大應力，MPa；1 MPa=10 kg/cm2當母線為銅質時取1400，當母線為鋁質

34、時取700；L母線支撐間距（cm）；a相間距離（cm）；W矩形母線截面系數（cm3），又稱抗彎矩；ich短路沖擊電流（kA）。根據上式導出： ichaW8921.76ich10*1400amax23WL四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用常見的幾種母線截面系數如下：其中：b- 母線寬度（cm），- 母線厚度 （cm）。 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用 舉例說明：對于額定短時耐受電流40kA，額定峰值耐受電流100kA系統，主母線選用TMY-806厚度相對時，a=30cm(中置柜)，則：矩形母線截面系數：0.167b2=0.16782 0.6=6.4128cm3母線最大支撐間距：L

35、max=892(aW)/ ich =892（306.4128）/100123.7cm=1237mm也就是說，母線厚度相對時，KYN28A-12型產品選用TMY-80*6，理論上距離1237mm以內可不加支撐；3.3、不需進行熱效應和電動力效應的情況根據工廠配電設計原則，下列部位的母線不需進行母線熱效應和電動力效應校驗： 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用(1)采用熔斷器保護，連接于熔斷器下側的母線。 (2)電壓互感器回路內的母線。 (3)變壓器容量在1250kVA及以下，電壓12kV及以下，不致于因故障而損壞母線的部位。主要用于非重要用電場所的母線。 (4)不承受熱效應和電動力效應的部位

36、，如：避雷器的連接線和封線。4 4、母線的設計與應用母線的設計與應用4.1、母線的相序設計（1）主變架空進、出線柜方案中的母線相序要在技術要求中明確，要考慮到母線是否需要換相；（2）相鄰的兩臺高壓開關柜用于控制一臺高壓電機正、反轉時，柜中出線聯絡側母線相序要作調整； 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用（3）在架設對列母線橋的兩臺開關柜中，有一臺柜中的主母線需要調整相序；另外，也可以采用母線橋內換相的方式，如下圖：（4）對于出口項目的設計，要注意出口國的母線相序的執行標準。如印度高壓三相母線（A、B、C）的顏色標準分別為紅色、黃色和藍色。 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用4.2、母

37、線的絕緣方式在開關設備和控制設備中，為實現設備的全絕緣、全工況，減少外部短路事故和防止觸電以及防止由于凝露污穢引起的爬電等事故一般在母線外部采用絕緣材料將母線裸露部分包縛。其方法主要有： （1）熱縮護套：可以提高母線間的絕緣水平，但護套有絕緣老化的問題，同時母線的散熱條件也會變差，也增加了生產成本；（2）冷縮護套：操作簡單，無需加熱。但成本高，也有絕緣老化和母線散熱條件變差的問題；（3）硫化噴涂：生產工藝過程較為復雜，當出現碰傷后無法補救，母線的連接處不能作噴涂處理；（4）SF6氣體絕緣：在密封的主母線室和斷路器室中充以0.04MPa的SF6氣體，可以提高母線間的絕緣性能；主母線在全壽命周期內

38、不用 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用檢修和維護，也不受外界環境的影響，安全可靠性高.但生產工藝過程較復雜，是目前GIS充氣柜主要的絕緣方式；（5）加裝隔板：當相間或相對地間凈距達不到安全距離時，可在相間或與地間加裝絕緣隔板。按國標要求，SMC絕緣隔板與帶電體的最小距離要求是：10kV開關柜30mm。4.3、母線應用的注意事項（1）根據GB3906-2006規定，開關設備和控制設備中母線的載流量最小應比額定電流有10%的裕度。（2）同等截面積盡量選擇母線寬度比較大的型號，如能選擇TMY-806的不選擇TMY-608的，主要是利于散熱。只有當電氣間隙滿足不了國家標準要求時，才可在保證截面

39、不變的情況下減小母線寬度，如將原選擇的TMY-806改為TMY-608。 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用（3）當開關設備和控制設備的運行環境溫度比規定溫度略高時，要充分考慮母線的載流量裕量是否充足。 GB311.1-1997高壓輸變電設備的絕緣配合中規定： 高于40時額定絕緣電壓應乘以溫度校正系數Kt=1+0.0033(T-40)，一般環境溫度每增加3,試驗電壓提高3%；環境溫度每增加1,額定電流應減少1.8%。 （4）兩段母線之間的聯絡母線是主母線的一部分，同樣隔離手車上的母線也應視為主母線的一部分。 （5）盡量避免兩根母線之間沒有空氣間隙并在一起，應保持不小于母線厚度的間隙。（6）額定電流在1500A及以上的母線通過套管或母線護套等穿越金屬隔板時，周圍不應形成閉合磁路。這是由于電流可以在導磁材料產生渦流和磁滯損耗而產生熱量。一般情況下，應在所穿越的金屬 四、母排的選擇與應用四、母排的選擇與應用上開切斷磁路的防渦流缺口；當額定電流大于1500A時應考慮采用不導磁材料，如：無磁不銹鋼板或者硬鋁板。 五、特殊環境對開關設備的影響五、特殊環境對開關