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多道母线槽系统技术方案

技术编号:3330493 阅读:183 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种高安培电力传输的母线槽系统,每一相包含多道导体,该多道导体包含多个彼此平行的长形条,其特征在于每个长形条的表面积/体积比的范围在0.45mm↑[2]/mm↑[3]到1.15内。增加的表面积降低了集肤效应比,而集肤效应比视条形导体的宽度/厚度比而定(当条的厚度增加,集肤效应增加)。因此,作为交流电导体,多个薄铜条比单一厚铜条更有效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多道母线槽系统,更具体而言,本专利技术涉及一种用于高 安培电流传输的多相母线槽系统。
技术介绍
传统上,由于线槽的尺寸较小,母线槽制造厂商专心致力于单条载流导 体的生产,而非多条载流导体。与其他类型的导体相比,铜导体亦被广泛使 用。然而,单条导体具较高的铜含量。这些导体存在磁通(back-EMF,反电 动势)切割该导体的问题,减少了单条载流导体可载的电流密度。条形导体 的中央受磁通影响最为显着,造成电流集中在导体表面(skin)上。这种现 象称为「集肤效应」(skin effect)。此外,来自导体的磁通影响相邻的条, 磁通切割相邻的条,亦造成反电动势。因此,需要有一种新型式的电流传输母线槽,对于相同的给定安培使用 较少的铜并因而节省了母线槽制造过程中所需的成本。
技术实现思路
因此,本专利技术提供一种高安培电力传输用母线槽系统,每一相包含一多 道导体,该多道导体包含多个相互平行的长形条,其特征在于每个该长形条 的表面积/体积比在0. 45,7,3到1. 15范围内。增加的表面积降低了集肤效应比,集肤效应比视条的宽度/厚度比而定, 且随着条厚度增加,集肤效应增加。因此,多个薄铜条与单一厚铜条相比, 在用于交流电时更为有效。本专利技术由某些在下文中完整描述及附图所示并特别在所附的权利要求中指出的具新颖性的特征及组合部件所组成,可以理解,对于细节上的各种 变更将不会悖离本专利技术的范畴或有损本专利技术的任何优点。附图说明为便于理解本专利技术,请阅读后文较佳实施方式及相关附图说明,并连同 考虑下述说明书时,本专利技术、其构造及运作及包括其众多优点将被容易理解 和接受。图1为导体厚度与A. C电流之间的关系图; 图2为导体厚度与集肤效应比之间的关系图; 图3为使用单条的母线槽的剖面图; 图4为使用3条的多道导体的剖面图; 图5为使用11条的多道导体的剖面图; 图6显示多道导体相互连接及其分接点; 图7为安装该多道导体的制造流程; 图8示意多道母线槽的电流分接。具体实施例方式本专利技术涉及一种多道母线槽系统。更具体而言,本专利技术涉及一种用于传 送高安培电流的多相母线槽系统。后文中,该多道母线槽系统根据本专利技术的 优选实施例并参考后文及附图为依据进行说明。然而,对本专利技术的优选实施 例的说明内容及图式限制仅为使本专利技术的论述更加方便,且可以预测本领域 的技术人员可能设计出的各种修改并不背离本专利申请附属的权利要求的范 畴。在母线槽系统中,影响效能的两个主要因素为1. 因铜导体特性引起的集肤效应。2. 因较大表面积(即表面积与体积之比较大)所引起的热耗散。 下表显示在给定的阻抗与电阻值下,随着宽度相对于厚度越大,集肤效应如何趋向于越小。<table>table see original document page 5</column></row><table>表l:集肤效应比下表2清楚证实在传统1公尺长的母线槽系统中,宽度愈大,每公尺表 面积对体积比随之增加。这有益于减少集肤效应比。<table>table see original document page 5</column></row><table>表2:表面积/体积比<table>table see original document page 6</column></row><table>表3:单条与多条比较参考表3,每公尺表面积与体积的比值在多道系统中高出许多。因此, 多道系统明显因为在减少集肤效应比上较为显著而较有利。对导体而言,交流电(a.c.)的表观电阻值(邵parent resistance) 总是比直流电(d.c.)高。导体存在有交流电,该交流电与导体相互作用, 而造成交变磁通(反电动势)的问题,因而减少了单条所能携载的电流密度。 由磁通所产生的电流与正常的电流方向相反。条形导体中央的磁力线的数量最多,越靠近导体边缘,磁力线的数量越 少。在自感方式下产生的电动势在导体的不同截面的磁力线数量及相位都有 所改变,中央较大而愈靠外侧愈小。这造成电流集中在反电动势最小的导体表面上,在环形导体的表面或扁 平条的边缘,产生所谓的「集肤效应」。所导致的不均匀电流密度将增加导体 表观电阻,因而引起功率损失。「集肤效应」比可定义为表观d.c.与a.c.电阻比,艮口 S=Ri/R。其中Rf二导体的a.c.电阻 R。二导体的d.c.电阻 S二集肤效应比集肤效应的数值与影响效果随导体频率、大小、形状与厚度的增加而增 加,但与电流强度大小无关。应注意当导体温度增加,集肤效应减少,使其比上升温度时的预期a.c. 电阻低。ll效果对同样截面积的铜导体比铝导体来的显著,这是因为铜导体 具有较低的电阻性,特别是在大母线区段。最常用做电力传输材料的固体铜杆的集肤效应比可由Maxwell, Rayleigh and others (Bulletin of the Bureau of Standards, 1912)推导的方程式计算出<formula>formula see original document page 7</formula>其中S二集肤效应比<formula>formula see original document page 7</formula>(^ =杆直径,mm f二频率,Hz p =电阻率,y Qcm u二铜的磁导率(=1) 对20。C, p二1.724u Qcm的HC铜,故 x = 1.069X 10-2d x =1. 207X10—2 其中A二导体的截面积,mm2图1和图2为由Dwight及Arnold方程式所绘制的图式,显示不同导体 截面的集肤效应值。管状铜导体中的集肤效应为管壁厚度及该厚度与管直径 的比的函数。对预设的截面面积,集肤效应可藉增加管直径并减少管壁厚度 来减少。例如,在铜管例子中(图l),明显可看出,如果可能的话,保证t/d及 1的数值较低是较理想的。对给定的截面面积,薄铜管的集肤效应比其他 形式的导体的略低。总结来说,铜管做为交流电导体,特别是那些高频率的高通量的交流电,具有最大效率。图2表示扁平条集肤效应的值。扁平铜条中的集肤效应为厚度及宽度的 函数。对预设截面面积而言,薄的条形导体或带状导体的集肤效应比在通常 情况下较环形铜杆小但比薄管大,其视条形导体的宽度与厚度比而定。随着条的厚度增加,集肤效应增加。因此,薄铜条(2mm至5mm范围内)做为交 流电导体比厚铜条更有效。因此,母线槽系统包含多道铜条从而能够减少较多百分比的铜,故更具 成本效益。表4显示多道母线槽系统在不同安培系统中与传统相较,铜减少 的百分比。<table>table see original document page 8</column></row><table>表4:多道导体节省的铜图3至图5显示在不同宽度及安培系统中使用不同数量的条形导体的各 类多道系统的剖视图。在制造过程中,将多道系统保护在充分硬化的钢外套中是相当重要的。 这是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高安培功率传输用多相母线槽系统,每相包含多个彼此相互平行的长形条,其特征在于每个长形条的表面积/体积比为在0.45至1.15mm↑[2]/mm↑[3]范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】MY 2006-4-24 PI200618611. 一种高安培功率传输用多相母线槽系统,每相包含多个彼此相互平行的长形条,其特征在于每个长形条的表面积/体积比为在0.45至1.15mm2/mm3范围内。2. 如权利要求1所述的母线槽系统,其中每个导体的长形条彼此以有 序的间隔由导电材料连接在一起,该间隔与分线点相对应,其特征在于,连 接处与分线点对齐并与该长形条的长度垂直。3. 如权利要求1所述的母线槽系统,其中长形条大体为矩形。4. 如权利要求3所述的母线槽系统,其中长形条的厚度为在2mm至8mm 范围内且长形条的宽度为在25mm至200mm范围内。5. 如权利要求1所述的母线槽系统,其中长形条的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘斪博
申请(专利权)人:刘斪博
类型:发明
国别省市:MY[马来西亚]

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