1應(yīng)用概述

在低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)中，開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，從早期的PGL、GCL、GCK到現(xiàn)在的GCS、MNS.sIVAcON、OKAY等類型的低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備，開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)和防護(hù)等級(jí)不斷的進(jìn)步,現(xiàn)已能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的分隔方法4和防護(hù)等級(jí)IP54或更高，而主母線槽（水平母線槽)的載流能力卻進(jìn)步不多，一方面是因?yàn)槟妇€槽的布局受到開(kāi)關(guān)柜空間的約束，另一方面是因?yàn)榇箅娏飨履妇€槽銜接困難的問(wèn)題沒(méi)有解決。

現(xiàn)在,低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備母線槽體系的銜接主要是利用螺栓銜接。螺栓銜接在小電流、母線槽數(shù)量不多的情況下具有緊湊、可靠、便利等特色;而跟著用電設(shè)備的增加，開(kāi)關(guān)柜的容量越來(lái)越大，用螺栓銜接的缺點(diǎn)也日益顯露出來(lái):因?yàn)樾枰谀妇€槽上鉆螺栓孔，造成母線槽截面不同，必然引起母線槽電流流線的畸變，如圖1所示。所以要求螺栓用孔盡可能的小以盡量減小對(duì)電流的影響，但是在配電房里進(jìn)行拼柜的過(guò)程中不可避免的存在累積公役，開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量越多累積公役越大，往往造成配電母線槽和主母線槽的螺栓孔產(chǎn)生錯(cuò)位。為了解決螺栓孔錯(cuò)位問(wèn)題，大都情況下是采納沖橢圓形孔或沖大孔。這就存在矛盾:螺栓孔開(kāi)大了，嚴(yán)重影響母排載流量，螺栓孔開(kāi)小了，安裝不便利。研討新的銜接方法成了開(kāi)關(guān)柜制造商的重視的焦點(diǎn)，無(wú)孔銜接這種新技能逐步成為規(guī)劃人員研討的目標(biāo)，并且獲得一定的成功。現(xiàn)在已有多家廠家研討出方法各異的的無(wú)孔銜接技能。筆者也于2001年開(kāi)始對(duì)無(wú)孔銜接技能進(jìn)行研討,并規(guī)劃出另一種異乎尋常的無(wú)孔銜接方法，通過(guò)產(chǎn)品試制和實(shí)驗(yàn)，證明這種銜接方法是行之有效的。

2無(wú)孔銜接的使用

現(xiàn)在使用在低壓成套設(shè)備里的無(wú)孔銜接方法，大都是選用異型母線槽作為配電母線槽。功能單元的電纜或銅排不是用螺栓直接與異型母線槽銜接，而是靠特制的夾具固定在異型母線槽上，以滿意不同位置的銜接要求，便利安裝，進(jìn)步功率。

筆者所選用的無(wú)孔銜接方法是在水平母線槽不沖螺栓孔的情況下，通過(guò)特制的銅塊將配電母線槽與水平母線槽銜接起來(lái)，用壓塊和螺栓緊固。圖2是這種銜接方法的示意圖。

要知道在母線槽連接處的電阻，除了母線槽本身存在的電阻外，還存在一個(gè)觸摸電阻。這是由于:不論母線槽外表處理得怎么光滑平坦，在微觀環(huán)境下，母線槽外表也是凹凸不平的,如圖3所示，兩片母線槽之間的搭接實(shí)際上只要母線槽外表上很多小尖峰之間的觸摸，電流流過(guò)搭接面的實(shí)際面積減少了，電流線發(fā)生嚴(yán)峻的縮短現(xiàn)象，產(chǎn)生縮短電阻R，取其中一點(diǎn)剖析其結(jié)構(gòu)如圖4所示。另一方面，母線槽從加工完畢到裝在開(kāi)關(guān)柜里有一定的時(shí)間差，很簡(jiǎn)單由于暴露在空氣里而構(gòu)成一層薄膜（如氧化膜等)，使電阻增大，稱為膜電阻R,。所以觸摸電阻實(shí)際上是由這兩部分組成，即

公式（1）只是說(shuō)明接觸電阻的主要組成部分，實(shí)際上接觸電阻還受接觸部分的結(jié)構(gòu)形式、材料、表面加工情況和通電電流大小等很多因素的影響，要準(zhǔn)確地計(jì)算接觸電阻是很困難的。在實(shí)際工作中常用表示一定條件下接觸電阻與壓力的函數(shù)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式:叫

由公式（2）可知，影響母線槽搭接面觸摸電阻的主要因素有外表的條件K、m和所施加的壓力F。當(dāng)母線槽外表處理和觸摸面積確定了，則Kj、m也確定了，于是觸摸電阻Rj與壓力F成為反比關(guān)系，壓力F越大，觸摸電阻Rj越小。圖5是壓力對(duì)兩片銅導(dǎo)體銜接處觸摸電阻的影響曲線圖。

3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

筆者根據(jù)多年來(lái)對(duì)低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)發(fā)規(guī)劃、工程規(guī)劃等經(jīng)驗(yàn)，使用上面觸摸電阻與壓力成反比這個(gè)理論依據(jù)，規(guī)劃了如圖2所示的無(wú)孔銜接結(jié)構(gòu)，在保證有滿足觸摸面積的情況下，通過(guò)進(jìn)步壓力的辦法來(lái)減小觸摸電阻，并先后兩次通過(guò)做樣柜進(jìn)行通電驗(yàn)證。

第一次驗(yàn)證

低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備類型:MNSG;樣柜結(jié)構(gòu):進(jìn)線柜根本骨架800×x800，饋電柜根本骨架600x800，采用C型槽板組裝而成;水平母線槽:采用2×120x10;安裝方位:頂部;外殼防護(hù)等級(jí)IP40;電流強(qiáng)度3200A;電源和開(kāi)關(guān)柜母線槽之間的銜接導(dǎo)線:2x120x10mm2x3m。PC柜、MCC柜的配電母線槽與主母線槽（水平母線槽）的銜接采用無(wú)孔銜接辦法(圖2所示);實(shí)驗(yàn)辦法和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)厲按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-1997的有關(guān)條款。對(duì)母線槽體系的要害處和搭接面進(jìn)行丈量，測(cè)得部分溫升記載如表1。

表1顯現(xiàn)，母線槽體系的溫升符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB

7251.1-1997的要求，也就是說(shuō)規(guī)劃的無(wú)孔銜接計(jì)劃是卓有成效的。當(dāng)然，要嚴(yán)厲證明這種無(wú)孔銜接技能的可行性，靠-一-次實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不夠的，必須經(jīng)過(guò)屢次不同電流強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，所以筆者結(jié)合公司低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備MNSG請(qǐng)求國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證(CCC)的需要，進(jìn)行了第二次驗(yàn)證。

第二次驗(yàn)證

低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備型號(hào):MNSG;樣柜結(jié)構(gòu):進(jìn)線柜根本骨架1000x1000，饋電柜根本骨架600x1000，選用C型槽板組裝而成;水平母線槽:選用4x125x10;安裝方位:頂部;外殼防護(hù)等級(jí)IP40;電流等級(jí):5000A;電源和開(kāi)關(guān)柜母線槽之間的銜接導(dǎo)線:6x120x10mm'x3m;PC柜、MCC柜的配電母線槽與主母線槽(水平母線槽)的銜接選用無(wú)孔銜接方式(圖2所示)。

表2是溫升試驗(yàn)室的質(zhì)檢人員按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-1997的有關(guān)條款對(duì)該樣柜進(jìn)行溫升試驗(yàn)，對(duì)整個(gè)母線槽體系的關(guān)鍵處和搭接面進(jìn)行測(cè)量（測(cè)得部分溫升記載)

經(jīng)過(guò)公司的質(zhì)檢人員對(duì)樣柜進(jìn)行溫升試驗(yàn)后，認(rèn)為此套樣柜的母線槽體系完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-1997的要求，所以將該低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備（類型MNSG，短時(shí)耐受電流80kA，水平母線槽電流500OA）于2004年4月送至湖南電器研究所電器檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證(CCC）查驗(yàn)，成果順暢經(jīng)過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)，并取得了國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證(CCC）查驗(yàn)陳述。

4總結(jié)

這種母線槽無(wú)孔銜接方法，實(shí)現(xiàn)了主母線槽不沖螺栓孔而配電母線槽可以在水平母線槽任意方位銜接的目的，解決了水平母線槽跟配電母線槽銜接難的間題。從試驗(yàn)成果顯現(xiàn)，這種母線槽無(wú)孔銜接方法，只要確保有足夠的接觸面積和接觸壓力，完全能替代螺栓銜接滿足低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備對(duì)母線槽體系的要求，完全可以應(yīng)用于出產(chǎn)中。一些重點(diǎn)工程如廣州世界會(huì)展中心低壓配電柜、京珠高速等工程都部分采用了這種銜接方法，運(yùn)轉(zhuǎn)至今用戶反映良好。當(dāng)然，受目前加工技能和工藝水平的約束，無(wú)孔銜接技能大規(guī)模用于出產(chǎn)還存在必定的難度，如加工成本高等。但隨著技能的發(fā)展，工藝的提高，無(wú)孔銜接技能大規(guī)模用于低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的出產(chǎn)是可行的,特別是在空間小、電流容量大的情況。