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根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22580-2008《特殊環(huán)境條件 高原用低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備技術(shù)要求》的要求，在海拔2000m至5000m的地點(diǎn)使用的低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備需滿足高原型特殊要求。母線干線系統(tǒng)（母線槽）作為該類設(shè)備的產(chǎn)品之一，其溫升性能受海拔影響顯著。本文將結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，解析高原環(huán)境對(duì)母線槽溫升性能的影響及改進(jìn)措施。 

一、原因分析

高原環(huán)境對(duì)母線槽溫升性能產(chǎn)生影響的核心原因是：

空氣密度降低（如海拔3000m時(shí)，空氣密度約為海平面的 70%），導(dǎo)致對(duì)流散熱效率顯著下降，熱量積聚加速。

母線槽通過導(dǎo)體傳輸電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，散熱主要依賴空氣對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)。空氣密度降低會(huì)直接削弱對(duì)流散熱能力，導(dǎo)致相同電流負(fù)載下，導(dǎo)體溫度溫升（導(dǎo)體溫度與環(huán)境溫度的差值）顯著增大。

二、試驗(yàn)驗(yàn)證

通過選取合適的母線槽進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，研究高原環(huán)境對(duì)其的影響規(guī)律。

研究對(duì)象：額定電流為4000A的密集型母線槽（總長度為6m,包含2個(gè)連接點(diǎn)，覆板安裝完整）。母線槽由三段母線干線通道組成，分別表示為1#、2#、3#。

試驗(yàn)條件：分別模擬海拔0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m的環(huán)境。

試驗(yàn)方法：依據(jù)GB/T 7251.6-2015《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6部分：母線干線系統(tǒng)（母線槽）》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫升試驗(yàn)方法，在進(jìn)線端、母排連接處、中點(diǎn)、短接處、金屬外殼布置測(cè)試點(diǎn)，詳見圖1。

圖1 母線槽的溫升測(cè)試點(diǎn)示意圖

試驗(yàn)結(jié)果：所有測(cè)試點(diǎn)溫升隨海拔升高而增加，5000m時(shí)達(dá)到最大值（見圖2）

溫升增幅與海拔呈非線性關(guān)系：

0m-1000m：1.4K～3.3K

0m-2000m：5.4K～8.7K

0m-3000m：7.9K～14.3K

0m-4000m：11.8K～30.4K

0m-5000m：13.6K～33.7K

圖2 母線槽不同海拔下各測(cè)試點(diǎn)溫升值

三、優(yōu)化方案

為減少高海拔對(duì)母線槽溫升性能的影響，建議從以下方面改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)：

1、增大導(dǎo)體截面積：降低電流密度，減少焦耳熱產(chǎn)生。

2、優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)：增加散熱面，母線槽內(nèi)部采用固體熱傳導(dǎo)；采用鋁合金外殼（導(dǎo)熱性優(yōu)于鋼）。

3、降容使用：根據(jù)海拔高度降低額定電流，例如海拔每升高1000m，額定電流可能需降低 5%～10%。

4、選用高海拔專用絕緣材料：如耐低溫、低氣壓的硅橡膠或聚四氟乙烯，避免絕緣老化加速導(dǎo)致的溫升限制。

風(fēng)險(xiǎn)提示

部分絕緣材料（如環(huán)氧樹脂、橡膠）在低氣壓環(huán)境下長期受熱易加速老化，可能迫使設(shè)計(jì)時(shí)降低額定電流或加強(qiáng)散熱設(shè)計(jì)，以控制溫升在安全范圍內(nèi)。