40.5kV空气绝缘开关柜,当前需要电流达到3150A,选用何种母线一直是开关柜厂纠结的问题。采用矩形铜排,采购、生产、设计、连接方便,但如果厚度相对,也就是说宽度占了很大空间,以350mm相间距为例,80mm宽的铜排,350-80=270mm,相间空气净距就只有270mm采用热缩套管国内又不认,采用环氧硫化成本高、质量又不稳定,采用绝缘板是通行的方式,对于3150A如果像12kV那样加宽铜排,采用120mm宽的铜排,相间净距350-120=230mm,这样的净距电场强度很高,采用相间绝缘隔板可能会进一步加大电场集中,造成绝缘风险。
因此采用120mm的加宽铜排,采用2-120*10mm铜排作为3150A母线对于40.5kV不是一个好的设计。
那怎么办,把铜排垂直布置是一个不错的选择,即可以使相间空气净距加大,母线垂直母线又有利于散热,气流由下往上把铜排表面的热量带出。
虽然想法不错,但配套的触头盒、电流互感器非常少,触头盒、电流互感器都是按照宽面搭接固定的方式设计,对于配套厂来说,设计简单,固定接触可靠,成熟设计,可以互换,搞个特殊的没人要。
再说说管型母线,ABB新的ZS3.2就采用管型母线,GE SECOGEAR-40.5/ 施耐德的F400都是管型母线,对于40.5kV来说,使用管型母线意义重大,不仅可以提升载流量,减少有色金属铜的使用量,还可以均匀电场分布,缩小相间距和开关柜尺寸,天然的均匀电场措施,不会受到凝露污秽等影响,因为其圆形电极间可以承受很高的电压,即使环境条件变化,对电场分布影响不大。
管型母线的问题是折弯半径较大,对于40.5kV大柜子来说还好,但直径仍然不要过大。否则最小距离大,产品很难布置。
如采用直径100mm的管母,母线室还好布置,对于电缆室则连接困难,母线与互感器之间连接困难,采用高压屏蔽型触头盒配穿心式电流互感器是个不错的选择。即可以是安装在断路器隔室的,互感器从前面套入,方便检修更换。亦或者是加长的Long PDS触头盒,后部半导体屏蔽,配有硅橡胶伞裙增长器,实现互感器直接套在后部电缆室触头盒上,不受电动力影响,特别适用于大电流应用。
对于大电流如3150A开关柜,可以采用双拼管型母线并排布置,如采用两根直径50mm壁厚18mm的管型母线可以实现3150A的温升要求,同时,折弯半径小,易于布置,25mm半径可以缩小空气间隙到200 mm,采用压扁连接形式方便与静触头、互感器连接。