母线系统

德国维纳尔公司发明的系统

母线系统主要应用于低压动力配电柜，进出线回路采用无孔电气安装技术，开关通过母线转接器与母线连接，配电母线既是导电体又是电器元件的支撑体并被封闭于后面。

发展历程

该系统最初由德国维纳尔公司提出并在全球范围内推广，已经得到了欧美等地同行的普遍认可。

大约在上个世纪80年代初，德国WOHNER(维纳尔)电气系统公司推出了一种模数化母线安装式电器设备，开创了母线安装电器设备之先河。该公司首次推出模数(母线安装中心距)为40mm 的母线安装式电器设备，母线的额定电流360A。数年后，他们增加了模数为60mm 和100/185mm的产品，母线额定电流分别达到了1600A和2500A。随着它们的不断改进和完善，实现了模数规范化、电流和电压额定值系列化、产品零部件通用化。

1995年底，德国WOHNER(维纳尔)电气系统公司带着它的产品来中国开拓市场，先后在天津、北京建立了维纳尔(中国)电气系统公司。在过去的几年中，维纳尔(中国)电气系统公司在中国的电器市场取得了令人称道的业绩，特别在箱式变电站和建筑电器市场中，以其方案的灵活性、功能多样性和安装维护的方便性尤其被人推崇。

有感于母线安装式电器设备的独到之处，值得借鉴。现主要以德国WOHNER(维纳尔)电气系统公司的母线安装式电器设备为例，部分介绍如下。

首先，这种小型电器成套设备构思新颖，采取“无孔搭接技术”(笔者姑且如此称呼之)，把电器设备直接安装在汇流母线上，构成配电或控制回路。代表性的杰作莫过于母线安装式熔断器、熔断器负荷隔离开关。

其次，WOHNER(维纳尔)电气系统公司开发了多制式模数化母线系统，其母线系统的模数和制式多样化，额定值系列化。母线系统的模数有40mm、60ram、100/185mm多种；母线截面形式有矩形、双“T”形(即“H”形)和三“T”形(即‘州”形)；母线的制式可以是三线、四线或五线，甚至可以是七线制，当然应视需要而定。母线系统的额定电压：690V；额定电流分别为：630A/800A(矩形)、1600A(双“T”形)和2500A(三“T”形)。母线系统的短时耐受电流达到50kA(1s)，峰值耐受电流则达到117kA(三线)/120kA(四线)。

WOHNER(维纳尔)电气系统公司还采用“无孔搭接技术”开发了母线连接夹和多种母线式接线端子系列产品—— 通用型母线式连接夹、线鼻子螺栓连接夹和三相组合式接线板。

母线连接夹既适用于矩形母线，也适用于双“T”型或三“T”型母线；有直接硬连接的，也有软连接的；硬连接的有直夹板型的，还有90。角搭接型的；软连结的有直线型的，还有900转角型的：可连接导线截面可以是矩形铜铝排，也可以是连接圆形的甚至扇形截面电缆。线鼻子螺栓连接夹适用于连接带“O”或“u”型压接端子的电缆。三相组合式接线板可带防护罩，也可不带防护黾可连接矩形铜铝排，也可连接电缆或软扁平铜箔母线。母线连接夹的额定电流从630 2500A不等；通用型母线式连接夹额定电流为1 80～800A；线鼻子螺栓连接夹的额定电流为63—250#4三相组合式接线板的额定电压为690V，额定电流为63—1250A。

第三，WOHNER(维纳尔)电气公司的另一个“无孔连接技术”的杰作就是母线转接器。母线转接器是电器设备直接安装在母线系统上的过渡部件。用它可将德国Siemens、AEG、Kl ckner-Moeller、美国GE、法Schneider、瑞士ABB、日本Mitsubishi等世界各大公司的空气断路器、接触器和控制电器等元器件安装在汇流母线上。母线转接器有多种形式：有整体绝缘板式的Eques Easycontroller和Eques Easyconnectorer二种型号。额定电压都为690V；按额定电流计，每个型号都有四个规格：25、32、63和80A。它们既可以不带标准安装轨，也可以带1～2个标准安装轨。还有通用型母线转接器，额定电压690V；按额定电流有160、200和630A_~个规格。通用型母线转接器适合于直接安装较大规格的电器元件。

最后，w6HNER (维纳尔)电气系统公司还开发了其它系列产品，如电气柜用系列通用熔断器、熔断器隔离开关、通用化和系列化绝缘零部件和防护零件。它们不属于母线安装式和“无孔搭接技术”范畴，故不是我们关注的焦点，此处不予赘述。

综上所述，由于母线式安装电器的新颖性、灵活性及其独创性。预示着该项技术的生命力及其广阔的市场前景。这才是引起我们关注的真正原因。

原理

在同一个电力拖动系统中的一个或多个传动单元，有时电动机会运行在发电状态，并将再生能量反馈到变频器中来，这种现象叫“再生能量”。这种情况一般发生在电动机被机械设备惯性拖动时，或是当驱动电动机发生制动以提供足够张力时。

通用变频器在设计上不具有再生能量反馈到三相电源的功能，因此所有变频器从电动机吸收的能量都会保存在电容器中，最终导致变频器中的直流母线电压升高。如果变频器配备制动单元和制动电阻，变频器就可以短时间接通电阻，使电能以热方式消耗掉。当然只要充分考虑到制动时最大的电流容量、负载周期和消耗到制动电阻上的额定功率就可以设计或选择合适的制动单元，并以连续的方式消耗电能，最终能够保持直流母线电压的平衡。这种制动单元的工作方式不是消耗能量的一种能耗制动。

如果有多台变频器通过直流母线互连，一台或多台电动机产生的能量就可以被其他电动机以电动的方式消耗吸收。这是一种非常有效的工作方式，即使有多个部位的电动机一直处于连续发电状态，也不用考虑采取处理再生能量的工作方式。在这种方式下，如果生产机械设备仍需要一个更快刹车或紧急停止的状态，那就需要再加上一个一定容量的制动单元和制动电阻以便在需要时工作，若与能量回馈装置组合就可以充分将直流母线上的多余能量直流反馈到电网中来，以提高系统的节能效果。

共直流母线系统

在起重行业，共直流母线系统经常被狭义的认定为使用l套整流回馈装置和多个逆变器(含直流部分)所组成的系统。而广义的共直流母线系统还可以有多种形式，如1套整流装置和多个逆变装置组成的系统；多个变频器的直流母线连接后共用1个制动单元或回馈单元的系统；1套整流单元或整流回馈单元和多个(不使用整流部分的)变频器组成的系统等，实质上都属于共直流母线系统。

采用共直流母线系统最大的好处是，当有1个或多个逆变器(或变频器)运行于制动状态时，制动能量返回到直流母线后，能够被其他运行于电动状态的逆变器(或变频器)所利用，节省能量，降低系统对制动(或回馈)部分功率的需求。

母线系统倒闸操作

(1)备用母线的充电，有母联断路器时应该用母联断路器向备用母线充也。此时，母联断路器的保护装置应全部投入，并将有关保护定值及时限改小，以便当母线存在故障时，母联断路器能迅速跳闸，切除故障点，当备用母线充电良好后，再将保护定值和时限调回。如无母联断路器时，当确认备用母线处于完好状态时，也可用隔离开关充电。

(2)用母联断路器进行充电时，应事先停用差动保护回路中的充电闭锁连接片，解除母差保护。使之事故时仅跳母联断路器，待充电操作完毕后，再将其投入。

(3)在母线倒闸的拉合隔离开关过程中，应取下母联断路器的操作电源的熔断器，防止在倒闸操作中，母联断路器误跳闸，发生带负荷拉、合隔离开关的事故。

(4)一条母线所接元件全部倒换至另一条母线时，有两种倒换次序；一种是将一元件的隔离开关合于一母线后，随即断开另一母线隔离开关；另一种是逐一将所有元件的隔离开关合于一母线之后，再将另一母线上相对应的隔离开关断开。这要根据隔离开关操动机构位置的布置和现场习惯决定。

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