母线槽截面的选择
摘 要：该论文简要分析了额定电流与截面的关系，着重介绍*佳截面和经济电流。
关键词：额定电流；截面；
1引言
母线槽的电流容量大，可达到5000A以上，工作温度高，可达130oC以上，且分接方便。因此，大电流配电干线采用母线槽是一个必然的趋势，低压母线槽一般分为密集型母线槽和树脂浇注母线槽。
2 母线槽的额定电流
国内、外母线槽样本都以额定电流作为规格向用户提供各项数据：阻抗、重量、外型尺寸等。但母线截面并不是每个制造厂都在样本中向用户有提供的。不能仅仅依据母线槽的额定电流来选择母线槽的理由如下：
（1）额定电流值表示在20oC的实验室环境中，通以此电流，母线槽的温升不超过国家标准规定的容许值（60K）。母线槽实际使用环境并非20oC，例如在35oC的环境中使用，考虑到绝缘材料的长期允许工作温度和母线槽的允许压降，此时的额定电流值必然比样本提供的数据要低。因此，考虑额定电流时必须考虑母线槽使用环境的*高温度。
（2）长期容许满负荷电流必须小于额定电流，通风条件不同又直接影响到母线槽的长期容许满负荷电流。样本提供的额定电流值并不反映此项必须考虑的因素。故考虑额定电流时必然考虑母线槽使用环境的通分情况。
（3）母线槽存在阻抗，负荷电流通过时必然产生压降，母线槽越长，压降越大，导致终端电压下降超过用电设备的容许值，这是不希望发生的。同样负荷电流下，采用大容量的母线槽，由于阻抗相对变小，压降也必然减小。故考虑额定电流时必然考虑母线槽的长度和允许压降。
（4）负荷的功率因数直接影响到母线槽的输出电压值。在这种情况下可以采取就地补偿，或者选用大容量的母线槽提供高输出电压。故考虑额定电流时必须考虑母线槽负荷的功率因数。
3 母线槽的截面
由于国家标准未对母线槽的截面加以规定，因此，标以同样额定电流值的相同品种的母线槽，不同厂家的截面往往是不同的。出现这种情况有以下几个原因：
（1）例行试验样品截面和实际产品不一样。以前的例行试验报告不说明被试验母线槽的截面。由于减小母线槽截面可降低成本，又能拿出例行试验报告，于是以大截面的母线槽冒充小截面的母线槽进行母线槽的例行试验。
（2）产品截面和规格不一致。对于不标注母线槽截面的样本，设计人员必须注意提防制造厂造假。
4 电流密度和经济截面
文献中指出，套用水电部1956年颁布的经济电流密度数值（见表1）是不符合目前实际情况的，因为现在的物价、电价、设备折旧率等因素已不同于几十年前。
文献还提出母线槽经济电流密度导出方法：年运行费*小原则有母线槽运行之后每年折旧费、大小修理费、维护管理费和电能损耗费组成。设每米母线槽的材料费为M，母线槽运行后每米年折旧费、修理费和维护管理费为Z，每米电能消耗费为D，*后通过微分求导得出母线槽的经济电流密度，如表2所示。
4.1*佳截面
经济截面有两种截然不同的计算方法。从开发商的利益相出发，初期投资越少越好，投入运行后，只要母线槽不发生过载的*小截面就是*经济的截面，故要求母线槽截面越小越好；从用户角度出发，投入运行后，母线槽上损耗越少越好，故为了减小母线槽的损耗，母线槽截面越大越经济。
国际上不提出“经济截面”，而提出“*佳截面”。*佳截面的定义是：不是初期投资*少，而是要使初始投资和整个母线槽经济寿命中的损耗费用之和达到*小。从*佳截面的定义可看出，这是结合开发商和用户两者利益的母线槽截面。显然，*佳截面要求母线槽的截面比按*小的初始投资选定的截面要大，这样可降低在同样电流下的功率损耗。
4.2经济电流
为了对*佳截面有一个更直观的认识，引入文献中的一个表，如表3所示。表3是电气研究协会（Electrical Research Association, ERA）在国际合作**同完成的。以预期使用寿命为30年的**年内的*大电流计算，并基于每年负载率增长2%，折现率增长5%和电费增长2%计算。由表3可得出如下结论：
（1）根据IEE建议的耐热额定值计算的电流密度，其值为1.08-3.64A/mm2,导线截面越大，电流密度越小。
（2）经济电流的电流密度远小于耐热额定值计算的电流密度，其值在0.41-0.66A/ mm2，电流密度都小于1A/ mm2。
4.3评表2的经济电流密度
表2中的经济密度值为1.83-3.84A/ mm2，高于IEE建议的乃热额定值，与1956年颁布的电流密度接近，故不能称为经济电流密度，而只是对初期投资的开发商有利的电流密度。
所谓混合绝缘，就是指母线热缩绝缘处理后再间隔布置在壳体内，母线间加上了空气绝缘。混合绝缘母线槽只能归入辐射散热之列，其散热效果肯定比传导散热的密集型母线槽差，故表2提供的数据不是通过科学试验得出的，而是根据样本的数据制成的，是有误差的。
文献*后的出，“经济电流密度计算表明：母线槽的经济电流密度数值大，因此，母线槽的经济电流密度数值较1956年水电部颁布的输电线路的经济电流密度数值大，因此，母线槽应采用自己的经济电流密度值。”这是和表3结果截然不同的结论。产生这一现象的原因是由于文献的作者观点和当前提倡的*佳截面的观点不一致。
5 结束语
根据母线槽制造厂提供的样本，其额定电流值相应的电流密度仅仅满足热稳试验，不是经济电流密度。根据国内的现有情况，取母线槽的额定电流值的1/2，可能较接近*佳截面。
作者简介：金正风
