发电厂变电站电气设备 第8章 母线、电力电缆及绝缘子

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1、第八章母线、电力电缆及绝缘子第一节母线教学内容本节教学内容一、母线的作用二、母线的结构类型三、母线的安装和维护首页一、母线的作用母线：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置连接的导体。母线的作用：汇集、分配和传送电能母线包括：一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。首页二、母线的结构类型（一）敞露母线1.按母线的使用材料分类（1）铜母线（2）铝母线（3）铝合金母线（4）钢母线铜具有导电率高、机械强度高、耐

2、腐蚀等优点，但在工业上有很多重要用途，而且产量少，价格贵，故主要用在易腐蚀的地区（如化工厂附近或沿海地区等）。铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量高，在屋内和屋外配电装置中广泛采用。有铝锰合金和铝镁合金两种。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，焊接困难，使用范围较小。钢的机械强度大，但导电性差，仅用在高压小容量电路（如电压互感器回路以及小容量厂用、所用变压器的高压侧）、工作电流不大于200A的低压电路、直流电路以及接地装置回路中。二、母

3、线的结构类型2.按母线的截面形状分类（1）矩形截面母线（2）圆形截面母线（3）槽形截面母线（4）管形截面母线（5）绞线圆形软母线常用在35kV及以下、持续工作电流在4000A及以下的屋内配电装置中。散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便。当工作电流超过最大截面的单条母线之允许电流时，每相可用两条或三条矩形母线固定在支持绝缘子上，每相矩形母线的条数不宜超过三条。用在110kV及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。常用在35kV及以下，持续工作电流在4000～8000A的配电装置中。优点：电流分布均匀，

4、集肤效应小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。常用在110kV及以上，持续工作电流在8000A以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。钢芯铝绞线由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构成，一般用于35kV及以上屋外配电装置中。组合导线由多根铝绞线固定在套环上组合而成，用于发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。二、母线的结构类型（二）封闭母线1.封闭母线的结构类型（1）按外壳材料分（2）按外壳与母线间的结构形式分1）不隔相式封闭母线2）隔相式封闭母线3）分相

5、封闭式母线用外壳将母线封闭起来，用于单机容量在200MW以上的大型发电机组、发电机与变压器之间的连接线以及厂用电源和电压互感器等分支线。塑料外壳母线和金属外壳母线三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构的发热。三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，可较好地防止相间故障，在—定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。每相导体分别用单独的

6、铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。二、母线的结构类型2.全连式分相封闭母线的基本结构（1）载流导体（2）支柱绝缘子（3）保护外壳（4）伸缩补偿装置（5）密封隔断装置一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。当电流很大时可采用水内冷圆管母线。采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用一个至四个绝缘子支持。一般采用三个绝缘子支持的结构，具有受力好、安装检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。由5～8毫米的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修与观察孔。在一定长度范围内设

7、置焊接的伸缩补偿装置；在与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置。封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端和厂用高压变压器接线端，采用大口径绝缘板作为密封隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证区内的密封维持微正压运行的需要。二、母线的结构类型3.全连式分相封闭母线的特点优点：（1）运行安全、可靠性高（2）母线附近钢构中的损耗和发热显著减小（3）短路时母线之间的电动力大为减小（4）母线的载流量可做到很大缺点：（1）有色金属消耗约增加—倍。（2）外壳产生损耗，母线功率损耗约增加—倍。（3）相同截面母线载流量减小。各相

8、的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，不受自然环境和外物的影响，能防止相间短路，同时外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的10%以下，壳外钢构发热可忽略不计。当母线通过三相短路电流时，由一相电流产生的磁场，经其外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁场再进入别相外壳时，还将受到该相外壳涡流的屏蔽作用，使进入壳内磁场明显减弱，作用于该相母线