电化学加工、变配电所输配电系统中大电流系统常用的首选导体矩形铜母排,如电镀车间的大电流直流回路就是由铜母排构成。在母排输电线路的设计、安装、维护工作中母排的截面和安装方式是线路长期允许持续载流量的两个主要影响因素计算。在实际的电工工作实践中,笔者总结了关于工业现场和变配电所矩形铜排长期允许输送电流流量的速算口诀,整理分析供同行参考。常用矩形母排厚度记为d(mm),常用规格分为4、5、6.3、8、10;宽度记为b(mm),常用规格分为40、50、63、80、100、125.母排敷设方式有平放、竖放两类,因散热的原因,平放敷设母排的长期允许载流量小于同一规格的竖放母排。
2 d≤6.3mm铜排的长期允许载流量
(1)口诀 1
(铜母排的长期允许载流量等于该母排的厚)加12乘以宽的计算结果。
(2)解释
括号内的说明文字是口诀的加注;下文均同。本口诀1含义为口诀1 d≤6.3mm规格的矩形铜排的长期允许载流量(A),等于母排的厚度(mm)加上12,乘以母排的宽度(mm)。
用公式表示为:
I=(d+12)b d≤6.3 (1)
其中:I—矩形铜排长期允许载流量,A;
d,b—铜排的厚度和宽度,mm.
(3)口诀分析
按照口诀1估算的母排载流量、母排实际长期允许载流量比较见表1.表1中长期允许载流量的理论值选自参考文献[1]、[2],结合现场实际测量经验数据做了个别数据的修正。可以看出按照口诀1估算的数值误差较大,但口诀在现场使用中却是富有实效的。这是由于口诀在现场实际使用中“默契”修正措施的存在。“默契”修正措施使流行于生产一线的电工口诀神秘、不易理解掌握;也是电工口诀由方法变为“秘诀”的原因。人们在生产现场常听到的“用秘数计算”的说法就源于此。下文的口诀3就是我们对于口诀使用的“解密”。
3 d≥8mm的铜排长期允许载流量
(1)现场口诀 2
(宽度125mm以下的铜排)厚加13乘以宽;(母排宽度是)125mm(时),(厚度的)加(数为)11.
(2)口诀含义
口诀2 d≥8mm时,宽度小于125mm的矩形铜母排的允许载流量等于其厚度加上13,再乘以其宽度;宽度为125mm时,厚度加上11,再乘以其宽度,得出允许载流量。用公式表示为:
I=(d+13)b d≥8,b=100 (2)
I=(d+11)b d≥8,b=125 (3)
其中,I—矩形铜母排允许载流量,A;
d,b—母排的厚度、宽度,mm.
(3)口诀分析
口诀2的估算载流量与母排的实际载流量见表2,其中的理论值来源同口诀1,这里同样隐含修正措施,见口诀3.
3 增加计算修正的口诀
(1)现场口诀 3
(宽度厚度值中)逢5加25(A),(宽度厚度为)63、63减30(A);(宽度厚度为)63、10加30(A),(宽度厚度为)80、10加60(A).
(2)口诀含义
口诀3中,厚度和宽度毫米值中有数字5的母排,载流量再增加25A;63mm×6.3mm的矩形铜母排的载流量修正量为减去30A;63mm×10mm的矩形铜母排的载流量修正量为增加30A;80mm×10mm的矩形铜母排的载流量修正量为增加60A.
(3)数据分析
将口诀3相应估算的载流量与母排的实际载流量列于表1和表2可见,按照口诀3计算的载流量的误差在20A以内,可以满足现场使用。
4 载流量温度校正口诀
(1)现场口诀4
(温度变化)5℃,(母排载流量)变6点。
(2)口诀含义和验证
口诀4矩形铜排的载流量,以环境温度25℃为基础,温度每增加5℃,载流量减少6%;温度每减5℃,则增加6%.用公式(4)表示:
IT=I+0.012I(25-T) (4)
式(4)中,I—环境温度25℃时母排允许的载流量,A;
IT—环境温度T时母排允许的载流量,A;
T—母排敷设的环境温度,℃.
口诀4与文献[1]和文献[3]的计算方法相符。
5 安装方式对载流量的校正口诀
(1)现场口诀 5
平放电流小,80以上减8点,63以下减5点。
(2)口诀含义和验证
口诀5中矩形铜母排的载流量,以竖放安装为基准,平放安装时的载流量比同规格母排小;母排宽度大于等于80mm时,载流量减少8%;母排宽度小于等于63mm时,载流量减少5%.用公式表示为:
Ip=92%IL b≥80mm (5)
Ip=95%IL b≤63mm (6)
其中,IL—竖放安装时母排的允许载流量,A;
IP—平放安装时母排的允许载流量,A;
口诀5与文献[1]的给定数值关系相同.
6 结束语
在母排安装维护工作中,运用上述口诀进行允许载流量的估算可以提高工作效率。虽然有些口诀似乎比记忆原始数据要复杂,但口诀的规律性和运用中追求的程式化,使得估算较之于记忆原始数据更符合现场的作业环境和习惯。尤其对于重复性较强的工作岗位,合理地使用口诀可以简化工作步骤,使电工作业富有实效和趣味。 &
参考文献
1 徐滤非.供配电系统[M].北京:机械工业出版社,2007.
2 苏文成.供配电技术[M].北京:中国水利水电出版社,1984.
3 霍大勇.裴邦富.架空裸线长期允许持续载流量的估算[J].矿山机械,2009,(02)63-65