母线接头铜排搭接知识分享

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  关于母线接头电流密度问题，一些用户要求母线接头中电流密度的特定最大值，或全面搭接，但该设计标准可能与母线系统由此产生的温升没有任何关系。

母线接头中的大部分实际电流传输发生在螺栓头下方和螺母下方使用的重型平垫圈限定的区域下方，在由垫圈限定的区域外的接头区域承载很少的电流。

它们对接头的温升也没有显着影响。因、此，增加母线连接接头的面积本身对降低母线系统的温升作用不大。

我们还可以尝试通过添加更多螺栓来提高母线接头的性能（换句话说，降低其温升）。然而，与电气工程的许多其他方面一样，“收益递减规律”适用。通常，母线接头由单排螺栓（一个、两个或三个螺栓，取决于母线宽度尺寸）构成，位于母线的整个宽度上。如果我们再加上第二排螺栓，我们发现第二排对接头温升的影响很小。其原因是大部分电流传输发生在最靠近传输方向母线末端的螺栓排中。

多年来，我们了解到接头中的电流密度不一定与接头的温升性能相关。更重要的是将螺栓的夹紧压力分布在尽可能宽的母线接头区域上的方式。

最常用的尺寸是 M12，但 M16 紧固件用于一些非常大的接头，而 M6的尺寸用于较小的工作，例如用于小尺寸电线的紧固端子。

当两个汇流排用螺栓连接在一起时，电流从一个汇流条传输到另一个汇流条，发生在多个位置，在这些位置，两个汇流排表面上的微观突起因螺栓连接的压力而变形。这些变形点中的绝大多数发生在标准件下。如果从平垫圈的边缘向外 45° 投影一条穿过母线厚度的线，母线连接表面区域，在该区域内发生有效的条对条传导。只要两条母线的重叠足以覆盖该区域，螺栓连接就会有效，额外的重叠区域并不重要。

紧固件的正确组装对于低电阻接头至关重要。平垫圈靠近接头两侧的汇流排，锁紧垫圈位于螺母下方。螺栓应足够长，以便在拧紧螺栓时至少有两个完整的螺纹从螺母中伸出。对于M12 尺寸，使用比螺栓连接在一起的汇流排总厚度长25mm的螺栓。其他螺栓尺寸可能需要更长或更短的螺栓来补偿所用螺母和垫圈的厚度差异。螺栓的长度也不应超过必要的长度，因为额外的螺栓长度通常会减少螺栓端与最近的另一相或地面之间的空气间隙。

适当的螺栓扭矩对于良好的接头至关重要。5级紧固件M12扭矩40-50Nm，而8.8级用于允许高安装扭矩，M12螺栓的扭矩达70-80Nm。不要过度拧紧螺栓。过大的扭矩会使螺栓拉伸超过其弹性极限并导致故障。有的安装从母线接头上拆下的中间螺栓只有原来直径的一半。

其他类型的紧固件怎么样？一些用户为铝母线指定铝紧固件，为铜母线指定青铜（通常是 Everdur）紧固件，或为任一母线材料指定不锈钢。这个要求通常有两个原因。首先是抑制异种金属接触的腐蚀电池。这可能是暴露在天气中的连接的需要，例如

开放式母线，或安装在受污染的环境中。然而，对于通常的金属封闭式开关设备，所有母线接头都在外壳内并且预计是温暖和干燥的，通常不需要特殊的紧固件。

指定与母线类似材料的紧固件的另一个原因是担心母线和紧固件之间的差异膨胀可能导致接头松动。开关设备中使用的铜母线，母线膨胀与钢紧固件膨胀之间的差异约为接头厚度 0.04 %，或在整个 65°C允许范围内 2,500 分之一温度升高。然而，抵消更好匹配扩展特性的任何优势是难以找到由这些合金制成的高强度紧固件。较低的紧固件强度可能需要降低连接上的扭矩水平。

经常需要的另一件紧固件是弹簧垫圈或压力垫圈。该垫圈用于替代弹簧垫圈，用于补偿（在限制范围内）母线材料和紧固件的差异膨胀。根据我们的经验，铝制母线与钢制紧固件一起使用时可能有一定的价值，但在母线为铜制时通常没有必要。

出于这些原因，只要有可能，我们将母线接头设计为在母线的宽度上有一排螺栓，螺栓的数量由母线的宽度和接头的配置决定。我们的母线接头配置已通过连续电流测试，以验证母线系统在标准的 65 °C 温升限制范围内运行。他们也通过了短路测试，包括短时耐受电流和瞬时耐受电流测试，以验证设计能够承受与短路任务相关的热应力和机械应力。