採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃的製作方法
2023-09-17 19:51:15
專利名稱：採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型屬供配電領域，涉及一種低壓成套開關設備，尤其是一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃。
背景技術：
到目前為止，公知技術中低壓成套開關設備中的載流導體主要採用矩形截面的銅母線，在裝置中母線排列是A、B、C三相依次平行排列，隨著電流的增大，銅母線單位截面上的載流量急劇下降，企業只能依靠增大母線的截面積來維持一定的溫升，提高載流量，進而保證整體設備的運行安全，但同時也因此造成大量的銅資源浪費和產品生產成本的大幅上升。具體體現在:A、三相母線在產品中平行排列，其產生的磁場隨電流而增大，成套開關設備的外殼一般是導磁材料鋼材組成，在磁場作用下鋼材中產生渦流和磁滯損耗，造成母線區內部溫度升高。B、隨母線載流量增大，在電磁場作用下母線的集膚效應在迅速增大，導體單位截面的載流量隨之下降，尤其在大電流時，多根矩形銅母線平行安裝，在相互電磁場作用下還存在鄰近效應，也使母線導電有效截面減少，為了滿足母線的載流量只能選用更大截面的母線，進而會使集膚效應更加嚴重，產生惡性循環，使得在低壓成套開關設備中的銅導體截面隨額定電流的增加，電流密度反而減小。我國一直是個貧銅富鋁的國家，銅資源匱乏，是一個純粹的銅進口國。隨著近年來經濟的持續發展，用銅數量不斷增大，造成銅材價格不斷飆升。輸配電行業是消耗銅資源的大戶，如果我們通過採用異形銅母線在低壓成套開關設備中的使用，增加單位銅導體截面的載流量而實現節約銅資源損耗，將會為我國節省大量外匯，減少銅的依靠程度，降低成本，並可創造出大量的利潤空間。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，以徹底解決矩 形銅母線導電性能受電磁場作用下所產生的集膚效應和鄰近效應影響的因素，並且在保證母線一定溫升值得前提下，提高導體的載流量，有效降低銅材損耗。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是:一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，包括櫃體及載流導體，所述櫃體包括框架、安裝梁、門板，安裝梁位於框架內上方母線室水平位置兩側，載流導體通過安裝板固定在安裝梁上，其特徵在於:所述載流導體包括母線夾及三相母線，載流導體通過母線夾固裝在安裝板上，在母線夾上徑向均布間隔固裝三相母線。而且，所述母線夾由絕緣底座、中隔板及絕緣蓋板上、下疊加組成，絕緣底座、中隔板及絕緣蓋板所形成的截面內構成徑向均布的三個嵌裝槽，在三個嵌裝槽內分別間隔安裝A相異形母線、B相異形母線及C相異形母線，三相母線通過兩個母線夾固裝在櫃體內。而且，所述A相異形母線、B相異形母線及C相異形母線的結構相同，其形狀為特殊的異形類U型截面，異形母線截面的外部周長中有突起和波紋。本實用新型的優點和積極效果是:1、本開關櫃所採用的異形母線的厚度比一般矩形母線厚度薄，解決了在磁場中導體集膚效應的影響；且外部周長中有突起和波紋，其表面積遠大於矩形母線，擴大了散熱面，降低了母線的溫度。2、本開關櫃設計了專用母線支架及整體母線系統，使三相異形母線通過電流產生的磁場矢量和儘量小，這樣母線周圍鋼製部件渦流、滯磁損耗大大減小，從而降低了導電母線的溫升值，提高了設備運行的安全性。3、本開關櫃將是對低壓成套裝置傳統母線應用的一次革命，可使銅資源得到更充分利用，在1600A額定電流以上低壓開關櫃中能節銅12.5%以上，有效降低了設備製造成本，擴大了企業的利潤空間。
圖1為本實用新型的截面剖視圖；圖2為本實用新型異形母線的立體結構示意圖；圖3為圖1的異形母線的結構放大示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細敘述本實用新型的實施例；需要說明的是，本實施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護範圍。
一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，包括櫃體及載流導體1，所述櫃體包括框架3、安裝梁4、門板5，安裝梁位於框架內上方母線室水平位置兩側，載流導體通過安裝板2固定在安裝梁上。所述櫃體的骨架結構採用組裝式型材，採用型材與三通件經自攻螺釘組裝的形式，櫃架無焊接，裝配工序便捷，零組件標準化程度高，排列緊湊，節省空間，提高了產品的外殼防護等級和內部隔離形式，各單元間組裝靈活多樣化，通用性強。櫃體材料為覆鋁鋅板，經折彎、衝孔等工序加工而成，其單端雙摺邊模式可有效增加低壓開關櫃體的機械強度和防護性能。所述載流導體包括母線夾及三相母線，母線夾固裝在櫃體內框架上端的安裝板上，在母線夾上徑向均布間隔固裝三相母線，其安裝的具體結構是:母線夾由絕緣底座8、中隔板7及絕緣蓋板6上、下疊加並通過螺栓安裝而成，絕緣底座、中隔板及絕緣蓋板所形成的截面內構成徑向均布的三個嵌裝槽，在三個嵌裝槽內分別間隔安裝A相異形母線9、B相異形母線11及C相異形母線10，三相母線通過兩個母線夾固裝在櫃體內的安裝板上。所述A相異形母線、B相異形母線及C相異形母線的結構相同，其形狀為特殊的異形類U型截面，異形母線截面的外部周長中有突起和波紋，由此可減少導體截面，減小導體厚度，擴大散熱面積，使導體在電磁場作用下產生的集膚效應和鄰近效應的溫升及渦流影響減小，進而增加了銅導體單位截面上的載流量。異形母線在櫃體頂部採用專用的絕緣母線夾安裝，具有重量輕、體積小、用銅量少等優點。以額定電流1600A為例，其銅導體截面為700mm2，比常規矩形8X IOOmm的銅排，可節約銅材12.5% ;有效的降低整體低壓成套開關設備的成本，也節省了銅資源的消耗。本實用新型充分考慮了固定式低壓成套開關櫃的安裝方式和結構特點，由於三相母線安裝位置對稱，通過相互間的電動力抵消，加上該異形母線的形狀，大大增強了該母線的機械強度，並能在短路狀況下滿足動熱穩定的要求，全面符合GB7251.1-2005國家標準。本實用新型很好的解決了原三相母線平行排列時B相母線處在中間受左右A、C相發熱的影響，使其溫度最高的問題得到緩解。同時整體母線系統可放在離垂直母線較近的位置，既可以減少與垂直母線的搭接排長度，也能達到二次節省銅目的。本實用新型的工作原理是:創新的在低壓成套開關設備中採用異形銅母線作為載流導體，代替傳統的矩形銅母線在水平主母線中應用，通過專用母線夾安裝，使三相異形母線通過電流產生的磁場矢量和儘量小，這樣母線周圍鋼製部件渦流、滯磁損耗大大減小，從而降低了母線區內部溫度。在母線上由集膚效應和鄰近效應造成母線中電流分布不均勻的現象大大改善，恢復母線導電的有效截面，達到節銅目的。有利於降低低壓成套開關設備的成本，提高企業核心競爭力 。
權利要求1.一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，包括櫃體及載流導體，所述櫃體包括框架、安裝梁、門板，安裝梁位於框架內上方母線室水平位置兩側，載流導體通過安裝板固定在安裝梁上，其特徵在於:所述載流導體包括母線夾及三相母線，載流導體通過母線夾固裝在安裝板上，在母線夾上徑向均布間隔固裝三相母線。
2.根據權利要求1所述的採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，其特徵在於:所述母線夾由絕緣底座、中隔板及絕緣蓋板上、下疊加組成，絕緣底座、中隔板及絕緣蓋板所形成的截面內構成徑向均布的三個嵌裝槽，在三個嵌裝槽內分別間隔安裝三相母線的A相異形母線、B相異形母線及C相異形母線，三相母線通過兩個母線夾固裝在櫃體內。
3.根據權利要求2所述的採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，其特徵在於:所述A相異形母線、B相異形母線及C相異形母線的結構相同，其形狀為特殊的異形類U型截面，異形母線截面的 外部周長中有突起和波紋。
專利摘要本實用新型涉及一種採用異形銅母線作為載流導體的低壓成套開關櫃，包括櫃體及載流導體，所述櫃體包括框架、安裝梁、門板，安裝梁位於框架內上方母線室水平位置兩側，載流導體通過安裝板固定在安裝梁上，其特徵在於所述載流導體包括母線夾及三相母線，載流導體通過母線夾固裝在安裝板上，在母線夾上徑向均布間隔固裝三相母線。本開關櫃設計了專用母線夾及整體母線系統，使三相異形母線通過電流時產生的磁場矢量和儘量小，這樣母線周圍鋼製部件渦流、滯磁損耗大大減小，從而降低了導電母線的溫升值，提高了設備運行的安全性。同時，與傳統的矩形母線相比，明顯降低了用銅量，節約了銅資源。
文檔編號H02B1/20GK203103775SQ20122073847
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者仲明振, 章曉斌, 崔靜, 段毅, 韓東明, 王陽, 王沙, 胡文英, 羅巨龍 申請人:天津電氣傳動設計研究所有限公司, 天津天傳電控配電有限公司