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揚州市昂立電氣有限公司
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密集型母線槽熱性能分析（CMC）
2017-7-30 閱讀(1012)
密集型母線槽是低壓供電系統中負責傳輸電能、分配電能的一種設備，主要用于1000 V及以下的配電系統。近年來被廣泛用于室內變電站、高層建筑和工廠廠房，以代替傳統的電纜進行配電。按結構和工作狀況分，母線槽可以分為空氣絕緣型母線槽、密集型母線槽和耐火型母線槽等兒大類。其密集型母線槽的主要結構特點是將母線用絕緣材料包覆形成絕緣層，密集排列緊貼槽體的側板。密集型母線槽的溫升及受熱后產生的膨脹變形對其工作性能和可靠性影響較大，因為當母線槽白身溫度上升到一定極限值時，就會加速絕緣老化，甚至破壞絕緣，還有可能產生熱膨脹變形，直接影響密集型母線槽的使用壽命和相關設備的安全。國家標準GB 7251母線槽(母線干線系統)》規定，密集型母線槽母排本體及母線槽連接處的溫升不超過60 ℃。而密集型母線槽由于中間沒有空氣的流動，因此對其溫升、散熱及熱膨脹的探討尤為重要。本文以ANSYS軟件為工具，利用問接禍合的方法，計算密集型母線槽的工頻磁場、渦流場，得出焦耳熱;然后將焦耳熱作為熱源，施加到溫度場中，從母線槽內部傳導散熱的角度出發，分析計算母線槽的溫升問題，得到了導體及外殼的溫度分布;相應地將溫度作為應力分析的載荷，計算母線槽的應力場，得出其由于熱膨脹引起的變形情況。
以2 000 A密集型母線槽為研究對象，求解了二維工頻磁場，得出了產生的焦耳熱;利用問接耦合方法求解了母線槽內部的溫度場、應力場，得出了如下兒點結論:
(1) 密集型母線槽載流導體所產生的焦耳熱為15 277. 9k}外殼產生的焦耳熱為22 043 9 k}由于外殼的電流是感應出來的，因此導體產生的焦耳熱遠大于外殼產生的;
(2)在環境溫度為40 ℃時正常工作條件下，密集型母線槽直線段導體上的溫升為30 ℃左右，遠小于允許溫升，N線及PE上的溫度較低;
( 3)母線槽外殼上的溫升<20 ℃,溫度高的部分主要集中在側面。
( 4)母線槽由于受熱膨脹而產生的變形微乎其微，但y.方向的變形是x方向的2倍。密集型母線槽是低壓供電系統中負責傳輸電能、分配電能的一種設備，主要用于1000 V及以下的配電系統。近年來被廣泛用于室內變電站、高層建筑和工廠廠房，以代替傳統的電纜進行配電。按結構和工作狀況分，母線槽可以分為空氣絕緣型母線槽、密集型母線槽和耐火型母線槽等兒大類。其密集型母線槽的主要結構特點是將母線用絕緣材料包覆形成絕緣層，密集排列緊貼槽體的側板。密集型母線槽的溫升及受熱后產生的膨脹變形對其工作性能和可靠性影響較大，因為當母線槽白身溫度上升到一定極限值時，就會加速絕緣老化，甚至破壞絕緣，還有可能產生熱膨脹變形，直接影響密集型母線槽的使用壽命和相關設備的安全。國家標準GB 7251母線槽(母線干線系統)》規定，密集型母線槽母排本體及母線槽連接處的溫升不超過60 ℃。而密集型母線槽由于中間沒有空氣的流動，因此對其溫升、散熱及熱膨脹的探討尤為重要。本文以ANSYS軟件為工具，利用問接禍合的方法，計算密集型母線槽的工頻磁場、渦流場，得出焦耳熱;然后將焦耳熱作為熱源，施加到溫度場中，從母線槽內部傳導散熱的角度出發，分析計算母線槽的溫升問題，得到了導體及外殼的溫度分布;相應地將溫度作為應力分析的載荷，計算母線槽的應力場，得出其由于熱膨脹引起的變形情況。
以2 000 A密集型母線槽為研究對象，求解了二維工頻磁場，得出了產生的焦耳熱;利用問接耦合方法求解了母線槽內部的溫度場、應力場，得出了如下兒點結論:
(1) 密集型母線槽載流導體所產生的焦耳熱為15 277. 9k}外殼產生的焦耳熱為22 043 9 k}由于外殼的電流是感應出來的，因此導體產生的焦耳熱遠大于外殼產生的;
(2)在環境溫度為40 ℃時正常工作條件下，密集型母線槽直線段導體上的溫升為30 ℃左右，遠小于允許溫升，N線及PE上的溫度較低;
( 3)母線槽外殼上的溫升<20 ℃,溫度高的部分主要集中在側面。
( 4)母線槽由于受熱膨脹而產生的變形微乎其微，但y.方向的變形是x方向的2倍。
