母线槽


随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对电的需求量越来越大,从发电厂到用户,电需要传送,以往一般都采用电线电缆来传送,但采用这种方法存在较多的缺点:体积大、施工困难、装折不便、维修更困难等等。从八十年代开始用母线槽来代替电线电缆,它具有体积小、容量大、施工周期短、装折方便、安全可靠、外表美丽、使用寿命长等特点,广泛用于炼油、化工、轻工、纺织、冶金、电力、汽车制造、电机制造、工业用电炉、厂房、车间及高层建筑等。该母线作为大电流的输、配电,用于电力变压器与低压屏及重型负载的连接。
一、 母线槽品种:
目前在工程使用的母线槽有以下三种:
1. 密集型母线槽,它是我国最早使用的一种。它的优点:电流负载大,但是加工工艺比较复杂。
2. 高强封闭母线,它是从密集型母线基础上通过技术改进研制的第二代母线槽,它具有能承受较强的电动力,又具有较好的散热性能,在外壳的结构设计上,采用了新型的成型波纹外壳(一次挤压成型)增大了支撑强度,在厂房6米柱距的空间可以不用支撑,跷度不超过15mm解决了大跨度安装无法支撑的难题,加工工艺也比密集母线较简单。
3. 空气绝缘母线槽,该母线槽集密集型母线和高强母线之优点,研制的新一代母线,其导电、散热安全、绝缘等性能都均好于以上两种母线,成本也降代了且安装、使用寿命及维护都比以上两种母线,但体积比较大。
※工程中选用:
在工程中,中小电流应建议选用高强封闭母线,大电流应建议选用密集型或空气绝缘型,具体应征求用户意见。
二、 对母线槽的特殊要求
※执行标准:低压成套开关设备和控制设备GB7251.2-1997。
1. 早期母线执行标准:密集型和高强母线:ZBK36002-89 ZBK36003-89(母线干线系统)现已作废,新的标准为JB/T9662-1999。
2. 空气绝缘母线槽执行标准:JB8511-1996。
3. 企业标准是各个企业根据自己生产的产品制定的,应高于国家标准,目前空气绝缘母线、高强封闭母线执行标准:Q/321182AEG002-2000
三、 标准适用范围
用于额定电压交流至660V,频率为50HZ或60HZ,额定电流至5000A的三相母线槽及配套用的馈电箱。
四、 基本参数
1. 额定电流(方均根值)
密集型 25A 40A 63A 100A 125A 160A 200A 315A 400A 500A 630A 800A 1000A
空气型 1250A 1600A 2000A 2500A 3150A 3200A 4000A 5000A 
2. 额定工作电压
母线槽的额定工作电压应是交流380V、660V。
3. 额定绝缘电压
母线槽的额定绝缘电压是与介电强度试验,电气间隙和爬电距离有关的电压值,除非另有规定,电路的额定工作电压不允许超过额定绝缘电压。
4. 额定频率
50HZ或60HZ
5. 额定短时耐受电流
是指在规定的试验条件下,该母线槽电路在15能耐受的电流(方均根值)具体数值制造厂家应在产品技术条件给出:
例:
200~400A 20KA
400~800A 25KA
800~1000A 30KA
1000~1600A 35KA
1600~3000A 55KA
3000~4000A 85KA
4000~5000A 110KA
五、 额定峰值耐受电流
是指在规定的试验条件下,母线槽能耐受的电流峰值,其值为短时耐受电流(方均值)与系数的乘积。
短时耐受电流(方均根值)KA 峰值系数
Icw ≤5 1.5
5<Icw≤10 1.7
10<Icw≤20 2.0
20<Icw≤50 2.1
50≤Icw 2.2
六、 母线间连接形式:
1. 对接式:连接方便。
2. 插接式:接触性能比较好。
七、 结构要求(检测项目)
总则:母线槽的结构必须安全可靠、操作方便,维修容易,同时能承受机械,电和热应力的材料构成,材料应进行合适的表面处理或采用合适的防腐蚀材料。
1. 机械负载
应满足GB7251.2-1997中第7.1.1.1~7.1.1.3的要求。
※正常机械负载
除包括本身的重量外,还包括电单元和分接单元的机械。
2. 重载机械负载
除包括正常机械负载外,还包括如一个人(90公斤)的重量这样的额负载(加集中载荷)。
3. 特殊负载
母线干线系统承爱其它附加负载的能力(如照明设备、附加电缆等)应由制造厂和用户之间的协商。
※正常机械负载:
1) 第一个试验在一根直线干线单元上进行,该干线同正常使用一样放置两个支撑,两点距离为D,D这个距离应由制造厂规定的支撑点间最大距离,根据老标准ZBK36003选用D=2M,
不带动载将一个质量M加在一块边宽等于母线干线系统边宽的正方形刚性板上,刚性板放在外壳上部支撑点中间,质量M应等于:
M=M+C 教育 M——在两支撑点之间干线单元那部分的质量。
试验持续时间为5分钟,RNC——附加质量,相当于由馈电单元和分接单元的质量。
2) 第二个试验应在正常使用状况支撑的两个连接在一起的直线单元上进行,它们应以最少的支撑最大的距离D和D1进行支撑距离D按第一试验规定,距离D1是由制造厂规定的靠近接点的两个支撑点之间最大距离,接点应放在两个支撑点之间。
不带动载将质量M1加在一块边宽等于母线干线系统边宽的正方形钢性板上,钢性板安放在外壳上部连接处质量M1等于
M1=M1+MC1 M1=距离D1两点之间(包括接点)的干线单元的质量
试验持续时间为5分钟,MC1=馈电单元和分接单元的质量。
第一试验M=M+MC+90KG
第二试验M1=M1+MC1+90KG
3) 特殊机械(负载)
根据制造厂和用户之间协商
例:高强母线1600A 干线45KG/M 分接单元质量15Kg
正常:M=M+MC=45*2+15=105Kg
M1=M1+MC1=45*1.5=82.5Kg
载重:M=M+MC+90=45*2+15+90=195Kg
M1=M1+MC1=45*1.5+15+90=172.5KG
八、 母线干线单元
1. 母线槽干线单元的结构应将母线用绝缘材料包覆后紧密地装入外壳中,母线槽可要求设置1~3个插口,用支撑件支撑和隔开,支撑件间的距离应保证母线的强度要求,插接式母线槽可需要设置若干个插孔。
2. 母线槽连接
母线槽单元连接处所用螺栓、螺帽及弹簧碗形垫圈应采用有足够的强度的电镀层的钢制品或钢合金制品。
3.插接式馈电箱(分线箱)
按用途分有以下几种形式:
1) 直接与缆连接,不安装其它电器元件
2) 内装有断路器
3) 内装有刀开关
4) 内部不带开关元件,只装有熔断器、按钮或其它电器原件的
4. 馈电箱的结构必须符合以下条件:
1) 馈电箱的插接头插入带分接装置的母线干线单元时,与母线槽的机械连接应牢靠,电气接触应良好,而且其结构应使其自身易于插入和拔出,应保证插50次后仍能正常工作。
2) 馈电箱内的操作机构应灵活、可靠。
3) 馈电箱所配用的各种电器元件均应符合其自身的产品标准。
4) 馈电箱所有另部件的安装均应牢固安全。
5) 馈电箱的构造应保证电缆和电器原件的安装、维修方便。
6) 馈电箱上应有不准带电插、拔的装置警告标志。
九、 材料
1. 外壳
应选用能满足机械负载要求的金属材料,外壳相互连接部件可采用焊接或螺栓连接,但对螺栓连接的外壳应保证连续性,外壳上所用全部紧固件应具有良好的防腐镀锌层。外壳表面(除用铝合金或铝制的外壳外)应涂上无弦目反光的覆盖层,其颜色应均匀一致、整洁美观、不得有起泡,裂纹或流痕等缺陷。
2. 导体
1) 应采用有足够的机械强度和载流能力的铜、铝及其合金材料。
2) 导体必须采用符合GB5585.1-5585.3要求的材料GB5585.1-85电工用铜铝及其合金母线。
3) 产品代号:
※按材料分:
铜母线——TM
铜合金母线——THM
铝母线——LM
铝合金母线——LHM
※按状态分:
软状态(O)——R适用于完全退火而获得最小强度状态的压力加制品。
硬状态(H)——Y适用于退火后进行冷加工或冷加工与不完全退火结合而获得标准规定的机械性能的制品。
4) 产品标示方法:
母线用型号、规格及标准编号表示 例如:窄边为10mm,宽边为100mm的铜母线,硬状态 表示为TMY10*100 GB5585.1-85
5) 尺寸
※标准尺寸
母线的标准尺寸a和b的规格系列采用GB321-80规定
a b 规格系列
2.24~6.70 16.00~33.50 采用R40
7.10~31.50 35.50~125.00 采用R20
详见表格
6) 尺寸偏差
铜母线的尺寸偏差 mm
标准尺寸 尺寸偏差 宽边b
窄边a 
16.≤00b≤35.50 40.00≤b≤125.00 
2.24~2.80 ±0.03 / /
3.00~4.75 ±0.05 ±0.08 /
5.00~12.50 ±0.07 ±0.09 /
14.00~25.00 ±0.10 ±0.11 ±0.13
26.50~35.50 ±0.15 ±0.15 ±0.15
40.00~100.00 / / ±0.30
112.00~125.00 / / ±0.39

例:6*150铜排偏差为6±0.09*150±0.45
4*30铜排偏差为4±0.05*30±0.15
表中数据为铜排的正负公差
铝母线的尺寸偏差不再详细说明
7) 截面积
母线截面积按下列公式计算:
s=(a*b)mm2
式中a——母线窄边
b——母线宽边
8) 接头 成品标准母线不允许有接头。
9) 直度 硬铜母线在1米长度内的直度不超过4mm,硬铝母线不超过2mm。
10)表面状态 表面应光洁、平整,不应有与良好工业产品不相称的任何缺陷,GB5585.2-85 电工用铜、铅及其合金母线。
十、铜母线
※主要规定
1. 型号(铜母线)
型号 状态 名称
TMR O 软铜母线
TMY H 硬铜母线
2. 抗拉强度与伸长率
型号 抗拉强度(最小)N/ mm2 伸长率(最小)% 布氏硬度(最小)HB
TMR 206 35 ——
TMY —— —— 65
3. 弯曲 铜母线用b边弯曲90°,表面应不出现裂纹,弯曲圆柱的直径根据a边尺寸选定应符合 mm
标准尺寸 弯曲直径
2.24~2.50 5
2.65~4.00 8
4.25~8.00 16
9.00~16.00 32
17.00~31.5 63
4. 电阻率
型号 电阻率P20(不大于)Ωmm2/m
TMR 0.017241
TMY 0.01777
计算时,20℃时铜母线的物理系数应取下列数值
密度:8.89g/cm2
线膨胀系数:0.000017 1/℃
电阻温度系数:TMR型0.00393 1/℃
TMY型0.00381 1/℃
十一、母线槽、导电排规格选用,根据“工厂常用电气设备手册”
额定工作电流 导电排规格
250A 6*30
400A 6*40
630A 6*50
800A 6*60
1000A 6*80
1250A 6*100
1600A 6*140
2000A 6*175或8*130空气型
2500A 6*230或8*160空气型
3150A 6*280或8*200空气型
4000A 6*175*2或10*200空气型
5000A 6*230*2或10*250空气型

一般选用铜排时,根据每平方毫米通过多少电流来定:
按照目前的生产经验:小电流按一个截面2个电流选用。
中电流按一个截面约等于2个电流选用。
大电流(1600A)小于2个电流选用。
电流越大,每平方毫米通过的电流应越大。
十二、绝缘材料
1. 绝缘材料选用应具有不低于温升要求的耐热性能,且应具有不低于绝缘电阻和介电性能所要求的绝缘性能,目前我们所选用的绝缘材料为F4定向膜(聚四氟乙烯)它具备以上的要求而具抗老化性能也好。
2. 有于支撑母排的绝缘附件,还应有足够的机械强度,例如:隔相块、绝缘隔板、绝缘螺栓等。
3. 所有绝缘材料应选用有足够的耐腐蚀、抗老化能力的材料。
十三、外壳接地保护应符合GB7251.1-1997中7.1.3要求。
十四、电气间隙、爬电距离
※定义:电气间隙就是两导电部分间的最短直线距离。
爬电距离就是在两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离
※选择原则:电气间隙应足以能够使电路可以承受主路、辅助电路和控制电路的冲击耐受电压。
※母线槽内不同相性的裸露带电导体之间以及它们与外壳之间的电气间隙、爬电距离应不小于表中规定:
220V380V 额定绝缘电压U 电气间隙 爬电距离
V ≤63A >63A ≤63A >63A
ui≤60 3 5 3 5
60<ui≤300 5 6 6 8
300<ui≤690 8 10 10 12
电气间隙的测量:
十五:外壳的防护等级
※母线槽外壳的防护等级符合GB4208规定的IP40(密集型)、IP(空气型)。
※定义:外壳防护等级按标准规定的检验要求,对外壳能防止外界固体物进入壳内触及带电部分或运动部件以及防止水进入壳内的防护程度。
※电器外壳具有以下两种防护形式:
1. 防止人体触及或接近壳内带电部分和触及壳内的运动部件,以及防止固体异物进入电器外壳内部。
2. 防止水进入电器外壳内部而引起有害影响。
※防护等级的表示方法用字母IP表示和附加在后的两个数字所组成,后面的数字越大,防护等级越高,我们现在的母线防护等级为IP54,防水母线为IP65。
第一位表征数字及数后补充字母表示第一种防护型式的各个等级。
第二位表征数字表示第二种防护型式的各个等级。
第三位表征数字及数后补充字母表示的防护等级。
见标准GB/T4942.2-93 955
共有:0、1、2、3、3L、4、4L、5、6九个数字等级
常用的3防止大于2.5mm的固体异物进入壳内。
即能防止直径(或厚度)大于2.5mm的工具,金属线等进入壳内。
试验方法见P59
常用的4防止大于1mm的固体异物进入壳内。
即能防止直径(或厚度)大于1mm的工具,金属线等进入壳内。
试验方法见P59
常用的5即不能完全防止尘埃进入壳内,但进尘量不足以影响电器的正常运行,方法见P60
第二位表征数字的防护等级
见标准GB/T4942.2-93 956
共有:0、1、2、3、4、5、6、7、8九个数字等级
常用的0无防护
常用的4防溅水,承受任何方向的溅水应无有害影响,试验方法见P61代号举例:
IP 65
IP——表征字母
6——第一位表征数字
5——第二位表征数字
这种代号指能防止尘埃进入电器外壳内部并能防喷水。
补充字母的使用:当防护的内容有所增加时,可用补充字母来表示。
W:具有附加防护措施或方法要求(放在IP后面)可在特定的气候条件下使用外壳的防护等级。
L:具有附加防护措施或方法要求(放在第一位表征数字2、3或4后面)可在规定条件下,防止固体异物触及壳内带电部分和运动部件使用的外壳防护等级。
N:具有附加防护措施或方法要求(放在第二位表征数字后面)可在特定尘埃环境条件下使用的外壳防护等级。
代号举例:
IP 4L 4
这种代号是指能防止直径大于12.5mm固体异物进入壳内和防止长度大于100mm直径为1mm的试验探针触及壳内带电部分和运动部件,并能防溅水。
IP W33
是指在特定的气候条件下使用,其外壳能防止大天2.5mm的固体异物进入电器外壳内部,并能防淋水。
十六、温升
我们生产的母线槽国家质量监督中心每年要抽检一次,检验项目共分六大部分:
1. 一般检查分三个部分:
1) 保护接地
2) 铭牌标志
3) 被覆层(外壳防腐)
2. 温升试验分三个部分:
1) 相与相、接头
2) 外壳
3) 实测电流
3. 绝缘电阻和介电强度分二个部分:
1) 相与相 相与外壳的绝缘电阻,绝缘电阻一般要求出厂检验就大于75兆欧。
2) 介电强度 母线在出厂前进行耐压试验,相与相间,相与外壳,施压3750V时间60秒,无击穿闪烁现即为通过。
4. 保护电路连续性,外壳侧盖板应小于等于0.1兆欧。
5. 电气间隙和爬电距离
电气间隙指相间最短直线距离,允许值8mm。现母线实际15mm。
爬电距离指相间材料表面的最短距离,允许值12.5mm,实际20mm。
6. 防护等级等六个部分
在检验形式中,温升很重要,母线在通电流后,由于电阻的存在,会产生一定热量致母线槽温度升高,温度太高会影响母线的使用,所以试验按标准做温升试验,温升试验一般生产厂家不具备条件,只有国家或地方检测中心才能做温升试验。
1) 试验设备
2) 母线槽连接 标准规定母线槽全长至少为6米,包括至少一个接点,所有附件都应到位,端头要封闭,特别是接头绝缘螺栓要按要求达到相应的公斤力,否只会加高温升。
3) 试验 母线连接后可以通电,为了节约时间,在试验的第一阶段,可以加电流一般20%,以后再减少到规定的试验电流,试验应进行足够的时间,使温升达到恒定值(但不超过8米),即每小时变化不超过1K时,试验就可结束。此时各处的温度减去环境温度即为各处的温度,试验时用热电偶,在端子、接头、外壳处测量温度,周围温度为10~40℃。
4) 判定 试验结束后:A 温升实测值不超过标准的要求。
B母线槽内没有破坏,能正常工作即认为温升试验合格。
C 温升值:
母线槽的部位 温升
用于连接外部绝缘导线用端子 60 空气式70
通着上插接头接触处与母线间固定连接处
铜——铜 50 50
铜镀锡——铜镀锡 60 60
铝镀锡——铝镀锡 55 55
铜镀银——铜镀银 60 80
可接触的外表和覆板
金属表面 30 
绝缘材料表面 40 
说明:对于正常工作时可接近,但不需接触的母线槽的外壳表面温升可提高,金属表面可提高25K,绝缘表面可提高15K。
十七、接地端子
母线干线单元应有接地端子,同时应牢固的接地标志,接地端子应由导电良好的材料制成,并应有防腐措施(铜、钢镀锌)具安装在易于接近的地方。
母线单元外壳上任一未涂化点与接地端子间的连接电阻值必须足够低于(原来规定≤0.1Ω,设计规范规定≤0.00032Ω)以保证母线槽安全运行,其电阻值应在有关技术文件中给出。
关于接地端子的大小现标准中未规定。
十八、母线槽的相序颜色和排列
母线槽应有明显的相序标记,导体的颜色应符合GB2681规定要求相数标识和排列如下:
类别(交流) 垂直排列 水平排列 前后排列
1相(A相)黄色 上 左 远
2相(B相)绿色 中 中 中
3相(C相)红色 下 右 近
中性线N兼中性(黑)保护线PE、N 次下 次右 次近
保护线PE 黄绿色 最下 最右 最近
注:在特殊情况下,如果按此相序排列,造成母线配置困难也可不按表中规定
母线中保护导体的颜色必须采用黄绿双争,当保护导体是绝缘的单芯导线时也应采用此种颜色,并贯穿导线的全长,黄绿双色除作保护导体的个别颜色外,不允许有任何其他用途,外部保护导体的接线端应标上接地符合。