管型母线的特点及其在变电站的应用陈志彬袁志坚朱遂松摘要：管型母线的出现引起了各国电力系统的重视，应用范围也不断扩展，但是我国管型母线在变电站中的实际应用仍然存在一些问题。文章分析了管型母线的特点，介绍了变电站配电装置的相关内容，并对管型母线的选择计算进行了探讨。关键词：管型母线；变电站；电力系统；输变电系统；电力设备：A：TM645：1009-2374（2017）03-0037-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.016作为我国输变电系统及电力设备连接中的重要导体，管型母线的重要作用受到愈来愈多的关注与重视。管型母线的出现代替了传统的矩形、棒性母线，是一种全新的导体，也是电力输变系统中的关键设备，对于维护输电系统及电力设备的安全运行具有十分重要的意义。管型母线充分利用同轴电容的原理，通过仿真计算等手段，优化各种参数，并采用特殊的制造工艺，生产出的全绝缘性母线连接系统。总之，管型母线被广泛应用于我国的变电站实践过程中。下面笔者将对管型母线的特点、优势及其在变电站中的实际情况进行探讨。1变电站配电装置特点概述管型母线具有如下特点：管型母线是由绝缘母线、屏蔽筒、母线托架、固定金具、增爬器等组成的，采用螺锥式的连接方式，安全可靠，检修也十分方便。与传统的母线相比，管型母线的载流量较大，导体平面的电流分布相对均匀。管型母线的集肤效应较低，功率损失的较小，电量的利用率较高。同时，管型母线的散热条件较好，电气性能好。绝缘材料的耐热系数较高，产品的使用寿命平均在40年左右，抗震能力强，不容易受外界的干扰。总之，管型母线的优势是十分明显的。管型母线的应用使得户外配电装置更为美观，构建也更为简单，布置清晰，因此受到国内外配电厂的青睐。就目前来说，户外配电装置主要有以下几类：500kV配电装置、220kV配电装置以及110kV配电装置等。在本文中，笔者将对220kV配电装置进行分析与探讨。配电装置多采用硬母线中型、半高型以及高型布置等，母线相间的距离可以等于最小相间距离2m的值，如果加铝管，直径可以再加大取整。但是，考虑到后期的母线维修，可以将母线相间距离设定为3m。母线布置的形式可以分为两种：悬挂式布置和支持型布置。前者采用微型斜挂的形式，提高母线的抗震性能，绝缘子串的数量要增加一些。而后者的支架则相对简单，在高度降低的情况下，水平受力就会相应的减少。但是母线的抗震性不高，带电作业的难度较大。总之，不同的母线布置形式作用不同，工作人员要根据实际情况加以选择。2管型母线的选择计算管型母线的选择是一项相对复杂的任务，笔者将从母线的选材、强度与挠度、防止微风震动措施以及母线的维护方面对悬挂式管型母线的选择计算进行探讨。2.1母线选材过去，变电站母线多采用纯铝管材质，但是纯铝管的强度较低，使用率不高。随着技术的进步，当前可以用作铝管母线生产的合金有铝锰合金和铝镁两种，并且多采用冷拔工艺成型。由上表中可以看出，铝锰合金的导电率较高，而且容易焊接。因此，选用铝锰合金管型母线是十分必要的。除此之外，目前选材过程中还要充分考虑导线载流量的因素。下面笔者将对各国导线载流量计算时所采取的参数进行分析与探讨。上表中的环境温度指的是空气的湿度，一般指的是离地2m高且没有阳光照射处的温度。在计算铝管母线的载流量时，应该努力分析和探索环境温度与铝管母线之间的关系，明确什么情况下铝管母线的消耗最低，由此確定最为合理的环境温度。利用某一地区的极端最高温来计算铝管母线的载流量，可靠性较高，但是母线的截面也会增大。就我国来说，在夏季最热月中有一大部分的时间最高气温的持续时间会达到7～8小时，这种气温下铝管母线的寿命会大大缩短。在本次实践过程中，笔者采用某一气象站提供的十年间最热月的最高平均气温37.6℃作为铝管母线的载流量进行计算。2.2母线的强度与挠度在管母线的配电装置中，管型母线除了要承担必要的载流功能之外，还要承受一定的结构支持受力，在多种情况的交织下母线结构计算的难度会进一步加大。一般来说，惯性母线的强度与挠度的计算主要包括以下三个方面的工作：第一，自动频率计算。母线自动频率的高低...