CN101925966B - 高效配对相总线系统 - Google Patents

Abstract

配对相电力分配总线系统中三相配对导体由中性导体包覆并封装，并且，所有元件由外壳封装在一起作为伴随元件获得从中性总线组件与配对相导体之间等同的分离性。中性导体或总线组件由两个夹住三对相导体的覆盖物和达成最小和等同距离以减小和平衡中性导体与配对导体之间的阻抗的绝缘层组成。外壳通过中性导体压缩每一配对电偶并且绝缘层保持与导体、中性导体和外壳接触以保证向外热传导的效率。

Description

高效配对相总线系统

技术领域

本发明涉及用于配电系统的总线；更具体地涉及包含三相和中性导体配对布置的系统。

背景技术

公认的设计多相(多数情况下三相系统)配电系统时使用配对相布置的总线做总线在传导效率、减小阻抗、平衡由不平衡负荷造成的电压降方面具有极大的优势。关于配对相导体作用的讨论参见AIEE54-329(美国电气工程师协会54-329)，Cataldo和Shakman的论文，其附上了关于其理论的这种技术的试验和结果的解释。另外公认的，在现代电力系统设计中，普遍要求包括一与地面绝缘的中性导体并且最后标准要求当呈现谐波电流时使用具有200％载流量的中性总线。

过去曾设计出多种总线系统。使用配对相布置的电气系统在美国专利2287502、2372267和4008365中有详细描述，这些专利提出了通过不同的选择来提高效率，并且通过使用配对相配置来平衡相之间的阻抗，但是这些专利没有一个披露每一对与中性总线封装，甚至都没有考虑中性总线与相导体之间的不平衡阻抗。这一问题也存在于其它普遍使用总线的设计中，与那些使用配对相布置不同，其中位于相和中性导体之间的不平衡阻抗和不平衡电压降是频繁的。这些案例中必须使用调频元件来补偿不平衡电压降，如1981年4月14日颁发给Durrell等的发明名称为“总线相调频装置”(Busway Phase TranspositionAssembly)的美国专利426213所披露。

其中一个问题是以一个简单而廉价的方案拓扑布置配对和中性总线以获得平衡阻抗和相与中性导体之内平衡电压降。于1960年颁发给Carlson的例证性的美国专利2955147，是该问题的专利文献的一个例子。Carlson专利目的是将中性导体衍生设置在紧邻每一相，将它们插入配对总线之间，参见该专利第一栏62-65行。然而，这种方法很复杂，与量产技术和热效率不兼容。

另一个问题是拓扑布置配对、中性总线和配对相系统的封装以获得最大的热效率，紧凑(夹层式)设计尺寸小、短路容量高，其中总线、线槽和电气绝缘紧密接触以提供从总线到封装传导方式的高效传热。

高传热效率的紧凑设计最先由1954年颁发给William Frank的美国专利2350601披露，并在美国专利3555293、3571488、3614297、3644663、4758172、4804804、4945188和其它专利中作出改进，但是，这些专利设计中没有一种使用本发明权利要求的配对相布置。

由于低成本、设计紧凑以及高短路容量，紧凑(夹心式)设计实际上是建筑和一般工业最常用的总线系统。配对相系统多用于要求更高效率和平衡阻抗的案例中，例如金属制造和汽车工业中。尽管配对相设计相对于夹心式具有更好的技术优势，但是由于其高成本和非紧凑式设计使其使用受限。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种通过充分保持中性导体与所有相之间距离相同使系统具有最高效率的三相配对总线系统的总线，以使得沿整个电线方向低且平衡电压降。

本发明的另一个目的是提供配对相总线，其中中性导体、相导体、封装和绝缘体紧密接触以提供从总线通过中性导体到封装的传导方式的高效传热。

本发明的另一个目的是提供一种改进的配对相总线，其中中性导体或母线以压缩三配对相总线以获得更高容积效率方式布置，并且改进了经受短路的能力。

本发明还有一个目的是提供便宜制造和维护同时保证效率的配对相总线设计。

本发明进一步的目的将由后续部分详细说明，其中细节描述是以充分公开本发明为目的的，不能作为对本发明的限制。

附图说明

参考上述以及其它最接近的现有技术，本发明在于构造细节和各部分的连接，阅读以下部分详细描述时参照附图能更好的理解本发明。

图1描绘了相导体的图示，其扁平布置并夹在中性总线N之间；

图2A、2B和2C为现有技术总线构造布置；

图2D是相应的本发明封装了配对相的布置；

图3示出了另一实施例封装了相配对导体，侧边布置；

图4示出了第三实施例封装了相配对导体，星形布置；

具体实施方式

现在参照附图，本发明总体由附图标记100表示，可观察到它基本上包括由扁平棒状导体11、11’，21、21’，31和31’组成的三对电偶10、20和30，如图1所示，呈配对相布置，由两个作为中性导体50的覆盖物包覆并封装，和作为接地的封装外壳60。中性导体50与每一配对电偶10、20和30之间的距离均相同。这样，就能最有效地利用像配对导体效应。相导体和中性导体50由常用的绝缘膜绝缘。

另外，本申请中中性导体50两倍于散热装置的一部分，中性导体50也包括封装或外壳60。同样，封装带来机械稳定结构能承受短路带来的应力。中性导体50的另一功能是保护配对电偶10、20和30，减小磁漏。本发明记录了改进的配对相效应。

在第一最佳实施例中，中性导体50包括两个几乎完全一样的覆盖物夹住配对电偶10、20和30。如图1和2D所示，配对电偶10包括，位于R相的导体11和位于T’相的导体31’。配对电偶20包括位于S相的导体21和位于R’相的导体11’。最后，配对电偶30包括位于T相的导体31和位于S’相的导体21’。字母N中性导体同时字母G指地。

前面的描述表达了本发明最易于理解的目的和优点。根据本发明创造性构思可以做出不同的实施例。可以理解的本发明所披露的所有内容均为示例性质，不能理解为限定性的。

工业实用性

从以上段落显然可知对于配对相总线系统的改进对于高效配电是急需的。

Claims (6)

1.一种三相总线部件，包括：

A)第一、第二和第三总线对；每一对所述总线对包括互相平行并且空间上相互分开的第一和第二扁平棒状导体，并且所述第一和第二扁平棒状导体组成电偶以形成配对相导体效应；

B)中性总线装置具有相应的尺寸以封装所述第一、第二和第三总线对，中性总线装置和总线对由绝缘膜绝缘；和

C)外壳，支撑所述中性总线装置。

2.如权利要求1所述的总线部件，其中所述中性总线装置与所述第一、第二和第三总线对之间的分离几乎是相同的。

3.如权利要求2所述的总线部件，其中所述第一和第二扁平棒状导体相对的表面由电绝缘体分开。

4.如权利要求3所述的总线部件，其中所述外壳接地。

5.如权利要求4所述的总线部件，其中所述中性总线装置从所述扁平棒状导体传热至所述外壳。

6.如权利要求5所述的总线部件，所述封装带来机械稳定结构以承受短路影响。

Images