高、低压成套开关柜母线设计标准

  母线是指在成套开关柜中起到关键作用的导体，它的主要功能是连接柜间以及柜内的各种电气设备，实现电能的汇集、分配和传送。母线在开关柜中的地位举足轻重，就如同人体的血管一样，将电力源源不断地输送到各个设备中。

当发生短路故障时，母线需要承受短路电流所带来的巨大发热和电动力作用。这就要求母线具备良好的导电性能、耐热性能和机械强度，以确保在短路情况下能够稳定工作，不至于出现熔断、变形等问题，从而保障整个电力系统的正常运行。

母线作为高、低压成套电器中的重要一次元件，其质量和性能直接影响到成套设备的可靠性和安全性。因此，在母线的设计、制造和安装过程中，必须严格遵循相关标准和规范，选用优质的材料，并进行精心的加工和测试。同时，还需要定期对母线进行维护和检查，及时发现和处理可能存在的故障和隐患，确保母线始终处于良好的工作状态。

此外，随着科技的不断进步和电力系统的日益复杂，对母线的要求也越来越高。例如，在一些特殊的应用场合，如海上风力发电、地铁等，母线需要具备更好的耐腐蚀性能、抗震性能和防火性能，以适应恶劣的工作环境。为了满足这些需求，母线的研发和创新也在不断进行，新材料、新技术和新工艺不断涌现，为电力系统的发展提供了有力的支持。

▷ 母线的类型、颜色、布置及其载流量影响因素

2.1 开关柜用母线按其横截面分为：矩形、圆形(或双D形)和槽形母线三种；

当母线的横截面积相同时，矩形母线的周长要比圆形母线大，其散热效果好，冷却条件好。而且，在一定允许温度下，矩形母线所通过的电流要比圆形母线大，圆形母线的集肤效应较强，而矩形母线比较均匀。因此成套开关柜内一般都采用矩形母线。

2.2 开关柜用母线的颜色和位置：

(1) 开关柜母线相序位置与国标颜色对照表

(2) 柜体接地母线：黄绿色相间（若是铜排，可采用本色，贴接地标识）。

2.3 柜内母线的布置：

(1) 按垂直或水平“一”字形：如GGlA-12F型、GBC-40.5型中的柜顶主母线布置结构；

(2) 按“品”字形或三角形：如KYN28A—12型，KYN61-40.5型中的主母线布置结构。

2.4 载流量受影响的因素：

(1) 布置方式：竖放和横放，竖放的动稳定电流值要比横放时大。

(2) 环境温度(下表中的温度值是裸母线承受的最高温度值)

上表表明：母线经过镀银或镀锡处理后其耐高温性能有所提高。

(3) 母线的材质：铜；铝；钢。其中铜的导电率最高，相同截面积时它的载流量最大,而钢最小，常用于PT回路或避雷器回路中。

(4) 母线的根数：多根母线并列布置使用时，其散热条件比单根要差得多。

例如：LMY100X10的电流试验值：单根载流量是1728A/1(作基准)；双根布置时，载流量是2558A/1.48；叁根布置时，载流量是3181A/1.84；四根布置时，载流量是3622A/2.09。

(5) 散热条件：开启式开关柜要比封闭式开关柜中使用的母线载流量要大，带空调的变电所要比没有带空调的要好。

▷ 母线的绝缘

3.1 绝缘母线作用

(1) 防止由于受小动物等接触而引起的相间或相对地的短路故障。

(2) 防止污闪或凝露闪的发生。

(3) 防止人身伤亡事故。

(4) 防止盐雾及有害化学气体对母线的直接腐蚀。

3.2 母线绝缘方式

(1) 热缩护套：可以提高母线间的绝缘水平，但护套有绝缘老化的问题，同时母线的散热条件也会变差，也增加了生产成本。

(2) 冷缩护套：操作简单，无需加热。但成本高，也有绝缘老化和母线散热条件变差的问题。

(3) 硫化喷涂：生产工艺过程较为复杂，当出现碰伤后无法补救，母线的连接处不能作喷涂处理。

(4) SF6气体绝缘：在密封的主母线室和断路器室中充以0．04Mpa的SF6气体，可以提高母线间的绝缘性能；主母线在全寿命周期内不用检修和维护，也不受外界环境的影响，安全可靠性高。但生产工艺过程较复杂，是目前柜式C-GIS充气柜主要的绝缘方式。

(5) 加装隔板：当相间或相对地间净距达不到安全距离时，可在相间或与地间加装绝缘隔板。按国标要求SMC：绝缘隔板与带电体的最小距离要求是：12kV开关柜≮30mm。

▷ 母线的规格、联接及要求

4.1 母线规格：

标准书写格式为：根数+母线类型代号+窄边×宽边(如：2-TMY10×100)；经软化热处理的铜母线用“TMR”表示，硬铜母线用““TMY”表示，铜敷铝线用““TML”表示

4.2 联接方式

(1) 通过螺栓直接连接或通过过渡片(如：铜铝接头)间接联接。

(2) 采用软连接(“温度补偿器”)。

(3) 压接式连接。

4.3 联接要求

母线接触面间的接触电阻要符合国标的要求，而且要稳定,因此在制作母线时要求母线的接触表面要经过压花、踏平、镀银或搪锡等表面处理。当母线用金具固定时，要求金具材料本身而且不能形成闭合的铁磁回路，应采用不导磁材料。

▷ 高低压成套开关柜母线的设计

5.1 相序设计

(1) 主变架空进、出线柜方案中的母线相序要在技术要求中明确，要考虑到母线是否需要换相。

(2) 当联络母线空间较小时，也可能会出现相序的调整。

(3) 相邻的两台高压开关柜用于控制一台高压电机正、反转时，柜中出线联络侧母线相序要作调整。

(4) 在架设对列母线桥的两台开关柜中，有一台柜中的主母线需要调整相序。

(5) 设计出口项目时，要注意出口国的母线相序的执行标准。如印度国高压三相母线(A、B、c)的颜色标准分别为红色、黄色和蓝色。

(6) 柜顶三相电压小母线的位置布置，也要按国标要求按“远A、中B、近c”设计。

5.2 绝缘设计

(1) 对于“高海拔地区”、“主回路需复合绝缘”、“采用绝缘母线”、“外绝缘按海拔3000米考虑”等之类的要求，柜内主、支母线及搭接处均需用绝缘处理。

(2) 对于运行环境条件严酷的地区(如：湿度和污秽等级高)的开关柜，柜内的主、支母线要求用绝缘处理。

(3) 在40.5kV开关柜内的主、支母线的绝缘也可以采用硫化喷涂工艺处理，必须做全绝缘处理。

(4) 在产品GZSl+柜内的主、支母线及搭接处均要绝缘处理。

5.3 柜内电流互感器、隔离开关和断路器(或低压空开)的容量与柜内主母线和引下母线(或垂直母线)的载流量要相匹配。

5.4 母线作产品附件时的注意点

(1)“户外母线”或“母线伸缩节”数量和要求。

(2) 柜顶铜棒小母线的数量和规格。

(3) 柜体主接地用或二次保护接地的规格和数量。

5.5 母线桥中的母线要采用母线金具固定，当母线较长时(如超过20m时)要用温度补偿装置等措施来防止母线出现的热胀冷缩而产生的应力。

5.6 附加功能设计

(1) 母线桥中的母线或电缆出线柜中的引下母线要求带“验电和接地”的功能设计。如：对母线桥的结构有“母线可挂接地线及验电”要求时，则可在桥身的下方或在桥墩的后侧开一长方形缺口，并用活动盖板封闭(可配挂锁)，既可以挂接地线也可以对母线进行验电。

(2) 用于手车柜主母线接地用的接地手车。

(3) 用于手车柜主母线验电用的验电手车。

(4) 当柜体后封板或后门要求带“验电和接地”功能时，其结构设计与第(1)条相同。

5.7 结构和参数设计

(1) 根据成套设备的一次主接线系统图的要求，母线的载流量应与母线根数(单、双或叁根等)及其规格相匹配，并要求做到产品的《投标文件》与《招标文件》保持一致，签订技术协议时应明确。

(2) 注意高、低压柜中的主母线、旁路母线、双母线系统或低压柜中的中性线长度计算的准确性。

(3) 产品KYN61-40.5型中的主母线可以采用圆管形母线，要求母线图纸尺寸要准确。

(4) 低压抽屉柜电缆出线柜中的垂直母线的额定电流最大值为“1200A”，要注意《投标文件》及图纸对柜内垂直母线额定电流的要求。

(5) 用户提供的一次主接线图上的主母线规格，有时考虑的电流裕度较大，不能任意减小母线的规格。

(6) 低压柜中的主母线室与小母线室需要用隔板隔开，减小隔室间的相互干扰，提高产品的可靠性。

5.8 母线的搭接设计

(1) 母线桥中的母线跨度固定位置尺寸设计要符合国标的要求：一般每800mm长上要设计一个固定点。

(2) 在改造工程中要考虑到新、旧柜体主母线到现场拼接的工作量，同时还要确定旧柜体主母线的规格；当新旧柜体中的主母线由于柜体结构的原因而无法直接拼接时，也可以考虑采用母线过渡柜或母线桥的办法实现母线的对接。

(3) 特别注意旁路母线桥和双母线柜中的母线桥的搭接结构、布置设计的合理性。

(4) 注意低压架空进、出线母线桥的搭接方式(如：上进出、后进出、侧进出三种类型)的设计。

(5) 根据用户的要求，为了提高主母线运行的可靠性，对于主母线室相通的产品(如XGN2—12型，JYN2一12型等)，要注意增加主母线的隔板和穿墙套管。

(6) 对于低压电流互感器(如：BH-O.66)内径规格，有时不能穿过规定的引下母线(如：’TMYl00X10)，在技术要求中加注所穿过母线规格，特别是在进线柜、母联柜和电容器柜方案中多见。

(7) 在设计主回路母线时要注意：三相主母线(穿墙式隔离开关)在穿过柜体隔板时要考虑到电流通过时的涡流感应。在结构上应采取隔断磁路的措施：在钢板上加缺口（不低于60mm）、用不锈钢板、用5mm厚SMC绝缘板。

(8) 对于低压抽屉柜，当柜宽为800 mm时，设计母线出线位置时，注意要留出接一次出线电缆的空间，在审核一次系统图或在技术交底时要注意各出线回路主电缆的规格。

(9) 根据柜体的宽度或深度尺寸、母线的规格和母线的绝缘要求，要正确选用母线穿墙套管或母线夹的规格和开孔尺寸。"

(10) 柜内主、支母线都为铜母线而穿墙套管中的导体为铝时，则应明确：“母线塔接处耍搪锡处理”。

(11) 手车柜触头盒设计时(特别是在大电流柜设计)要注意：柜中的引下母线规格要与触头盒规格相匹配．静触头的高度也要与引下母线规格相匹配。

(12) 在柜体主接地回路设计时，根据国标GB3906的要求：接地母线以及与之相连接的导体截面应按照能通过铭牌上“额定短路开断电流”的87%来考虑。

(13) 对于同一工程中的低压柜、高压环网柜和外购变压器柜，在按同一列布置时，为了便于高压柜与变压器柜、变压器柜与低压柜间的主母线的联接，要注意：变压器整柜的主母线位置尺寸应与环网柜和低压柜相匹配。

5.9 其它要求

(1) 在柜内一次母线配置时要注意主、支母线“镀镍”的要求(如：药厂项目)。母线的制造工艺复杂，生产成本高。

(2) 在柜体出线方案中，当柜体放置在楼板上，主变压器在一楼时，出线侧的引下母线要用穿墙套管而不用电缆连接，柜体出线方案要明确是电缆出线还是母排出线。

开关柜内各相导体（母线）的相间与相对地净距的要求：

开关柜内各相导体（母线）的相间与相对地净距的要求（为海拔高度≤1000米的值

注：单纯以空气作为绝缘介质的开关柜，柜内各相导体的相间与对地净距必须符合上表的距离要求。