低压配电铜排载流量设计.doc

1、版权所有 侵权必究-1-低压配电铜排载流量设计目录目录 .31 目的 .42 适用范围 .43 引用/参考标准或资料 .44 材料介绍 .54.1 铜和铜合金板 54.2 牌号及状态 54.3 力学性能 65 规范内容 75.1 基本功能描述 75.2 技术要求 .76 铆接介绍 .147 检验/试验要求 147.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验 .147.2 镀层检验 157.3 搭接面检查 .177.4 铜排样件防腐试验 .18保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 2 1 目的本规范适应于结构设计人员，外协加工管理人员，目的是规范铜排结构件设计，指导结构设计

2、人员正确地选择铜排形式和材料，保证设计人员设计出的零件有较好的加工工艺性，加快加工进度，降低加工成本。同时指导铜排的加工、检验和验收。2 适用范围适用于英威腾公司的铜排设计、制造和检验。3 引用/参考标准或资料GB5585.1-2005电工用铜、铝及其合金母线 第1部分：铜和铜合金母线GB7251-2008低压成套开关设备GB/T9798-2005金属覆盖层 镍电镀层GB/T/12599-2002金属覆盖层 锡电镀层GB/T 5231-2001 加工铜及铜合金化学成分和产品形状GB/T 2040-2002 铜及铜合金板材GB/T 2529-2005 导电用铜板和条电器制造技术手册之第二十二章：

3、母线连接工艺等保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 3 4 材料介绍4.1 铜和铜合金板常用的铜和铜合金板材主要有两种：紫铜 T2 和黄铜 H62。紫铜 T2 是最常见的纯铜，外观呈紫色，又称紫铜，具有高的导电和导热性，良好的耐腐蚀性和成形性，但强度和硬度比黄铜低得多，价格也非常昂贵，主要用做导电、导热，耐腐蚀元件，一般用于电源上需要承载大电流的零件。黄铜 H62，属高锌黄铜，具有较高的强度和冷、热加工性，易进行各种形式的成形加工和切削加工。主要用于各种深拉伸和折弯的受力零件，其导电性不如紫铜，但有较高的强度和硬度，价格也比较适中，在满足导电要求的情况下，尽可能选用黄铜代替紫

4、铜，可以大大降低材料成本。4.2 牌号及状态公司铜板常用二号铜的纯铜，代号T2;铜母线使用二号铜的纯铜，代号TM。A 所使用铜板的状态、规格应符合下表：规格/mm牌号 状态厚度 宽度 长度热轧(R) 460软(M)1/8 硬(Y8)1/2 硬(Y2)T2硬(Y)0.212 3000 6000通常铜板选用 T2Y，状态选用硬（Y）B 所使用的铜母线的状态、规格应符合下表：规格/mm牌号 状态厚度 宽度 长度软态(M)TM硬态(Y) 2.2450 16400 8000保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 4 通常铜母线选用 TMY，状态选用硬态（Y）4.3 力学性能铜板的力学性能

5、：牌号 状态 拉伸强度Rm(MPa) 伸长率A11.3(%) 维氏硬度 HV热轧(R) 195 30 软(M) 205 30 1/8 硬 (Y8) 215275 25 551001/2 硬 (Y2) 245345 8 75120T2硬 (Y) 295 3 80铜母线的力学性能型号 抗拉强度 Rm(MPa) 伸长率(%) 布氏硬度 HBTMR 206 35 TMY 205铜板的弯曲性能T10mm 铜板的弯曲性能（T 表示板厚）弯曲试验牌号 状态 厚度(mm)弯曲角度() 弯曲半径 弯曲结果热轧 (R) 软(M) 1/8 硬(Y8)55101801800.5 倍板厚0.5 倍板厚T21/2 硬(Y

6、2)硬(Y) 10 90 1.0 倍板厚弯曲外侧不应有肉眼可见的裂纹，内侧不应有皱褶铜母线的弯曲性能：铜母线的宽边弯曲 90，表面应不出现裂纹，弯曲圆柱的直径应按厚度选定，应符合下表规定。厚度 T（mm） 弯曲半径（mm）T2.8 22.8T4.75 4保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 5 4.75T10.00 810.00T25.00 1625.00T 325 规范内容5.1 基本功能描述5.1.1 满足电气功能需要，实现电流、电压及电信号的传输；5.1.2 对大截面导线用铜排代替，工艺要求低，易弯曲，容易实现连接；5.1.3 对小截面导线用铜排代替，体积小，美观且容易

7、固定；5.1.4 在实现电流汇接，接地功能时，接线方便；5.1.5 铜排由机械加工后，直接连接在结构件上，简化总装生产。5.2 技术要求5.2.1 一般设计要求 (1) 以合适的铜排满足电气性能要求。(2) 电源、电气产品中正常的工作、温升、环境及运输时产生的振动不应使铜排连接有异常变化。(3) 结构设计时应考虑到不同材料的热膨胀影响及电化学腐蚀作用对材料的影响。(4) 铜排之间的连接应保证有足够和持久的接触压力，以满足小的接触电阻及温升要求，但不应使铜排产生永久变形。5.2.2 设计选型(1) 铜母线用型号，规格及标准编号表示(参考GB5585-85)。铜母线截面形状a:厚度即窄边尺寸mmb

8、:宽度即宽边尺寸mm保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 6 r:圆角或圆边半径mm如：窄边为10，宽边为100的铜母线，硬状态。在图纸材料栏中表示为：TMY-100X10 铜母线的型号如表1所示。表1 铜母线的型号一览表型号 状态 名称 布氏硬度（最小）TMR O 软铜母线 -TMY H 硬铜母线 HB65对于标准规格铜母线满足不了设计要求时，可使用纯铜板，如厚度为3的纯铜板零件，在图纸材料栏中表示为：T2Y-3.0 （参考GB2059-89）(2) 基本状态退火的 O适用于完全退火而获得最小强度状态的压力加工制品硬 的 H适用于退火后进行冷加工或冷加工与不完全退火结合而获

9、得标准规定的机械性能的制品。(3) 对母线材料及加工的技术要求 铜母线应采用符合GB468-82要求的铜线锭制造 铜母线的电阻率不大于0.01774欧姆.mm 2/m 铜排表面有裂痕,斑痕,凹坑及有硝石沉积的母线不得使用 表面有直径大于2.5mm，深度大于0.15mm气孔的母线不得使用 经过折弯加工的母线不得平直或重新折弯使用 母线需矫直，校平，在剪切断面，钻孔及冲孔后应去除毛刺 母线各搭接面应用压力机蹲平,校平，保证搭接面接触良好5.2.3 基础数据(1) 常用铜母线规格及载流量如表2所示。表2 单条铜母线规格及载流量（铜母线最高允许温度为70）一览表铜（A）交流（环境温度） 直流（环境温度

10、） 铜母线尺寸（截面，mm）25 30 35 40 25 30 35 4015 x 3 210 197 185 170 210 197 185 17020 x 3 275 258 242 223 275 258 242 22325 x 3 340 320 299 276 340 320 299 27630 x 4 475 446 418 385 475 446 418 385保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 7 40 x 4 625 587 550 506 625 587 550 50640 x 5 700 659 615 567 705 664 620 57150 x

11、5 860 809 756 697 870 818 765 70550 x 6 955 898 840 774 960 902 845 77863 x 6 1125 1056 990 912 1145 1079 1010 92880 x 6 1480 1390 1300 1200 1510 1420 1330 1225100 x 6 1810 1700 1590 1470 1875 1760 1650 152060 x 8 1320 1240 1160 1070 1345 1265 1185 109080 x 8 1690 1590 1490 1370 1755 1650 1545 14201

12、00 x 8 2080 1955 1830 1685 2180 2050 1920 1770125 x 8 2400 2255 2110 1945 2600 2445 2290 210560 x 10 1475 1388 1300 1195 1525 1432 1340 123580 x 10 1900 1786 1670 1540 1990 1870 1750 1610100 x 10 2310 2170 2030 1870 2470 2320 2175 2000125 x 10 2650 2490 2330 2150 2950 2770 2595 2390注：1.本表系铜母线立放的数据。当

13、铜母线平放且宽度63mm 时，表中数据应乘以 0.95，63mm 时应乘以0.92。2.带“”号的为优选规格。表3 23片铜母线叠加时的载流量 （铜母线最高允许温度为70、 环境温度为25 ）铜（A） 铜母线尺寸交流 直流（截面，mm） 2 片 3 片 2 片 3 片40X4 1090 40X5 1250 50X5 1525 50X6.3 1700 63X6.3 1740 2240 1990 249580X6.3 2110 2720 2630 3220100X6.3 2470 3170 3245 394063X8 2160 2790 2485 302080X8 2620 3370 3095 3

14、850100X8 3060 3930 3810 4690125X8 3400 4340 4400 560063X10 2560 3300 2725 353080X10 3100 3990 3510 4450100X10 3610 4650 4325 5385125X10 4100 5200 5000 6250保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 8 注 本表系铜母线立放的数据，铜母线间距等于厚度。铜板制作的铜排结构件载流量参考以上表格(2) 铜排应考虑到刚度进行选择；如在铜排上开多个孔必须考虑所开孔对铜排截面的影响，适当增加铜排截面积。(3) 根据选用铜排的宽度确定搭接形式及

15、钻孔位置的要求如表4所示。表4经实际总结出的经验数据，用以规范结构设计，确定铜排的搭接形式；开孔大小及孔位尺寸表4 根据选用铜排的宽度确定搭接形式及钻孔位置的要求参照表铜 母 线 尺 寸 零 件图 例 A B D F E C 直径螺栓螺母垫圈弹垫15 40 10 20 7 620 50 12 26 9 825 50 12 26 11 1030 60 15 30 13 1240 80 20 40 13 122 4 4 250 75 14.5 14 22 2360 90 17 17 26 2813 12 3 3 6 360 60 11 1080 8080 100100 10017 16 4 4 8

16、 415 1520 1525 157 620 2025 20 9 81 1 2 1保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 9 25 2530 2540 2511 1030 3040 30 13 1240 40 11 11 18 18 11 1050 50 14 14 22 22 1360 50 14 17 26 22 1360 60 17 17 26 26 1312 2 2 4 2铜 母 线 尺 寸 零 件图 例A B D F E C 直径螺栓螺母垫圈弹垫30 12 7 16 5.5 540 12 10 20 5.5 530 15 7 1630 20 7 1640 15 10

17、2040 20 10 207 650 20 9 850 25 11 1050 3050 4012 2660 2060 2560 3060 4015 3080 3080 4080 5080 6020 40100 40100 50100 6025 5013 122 2 4 260 15 7 660 20 9 880 15 7 680 20 9 880 2512 2611 102 2 4 2100 15 7 6100 20 9 8100 25 11 10100 3012 2613 122 2 4 260 60 11 10 4 4 8 4保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 10 8

18、0 8080 100100 10017 16(4) 铜排折弯，公司推荐的弯曲半径如表5所示。表5 铜排宽面弯曲（平弯）推荐的弯曲半径铜排厚度 折弯内角半径T=1-2 R=2T=3-4 R=4T=5-6 R=10T=8-12 R=15（铜排截面）折弯内半径R示意图(5) 母线扭转90时,其扭转部分的总长度不小于母线宽度2.5倍(不推荐)。(6) 铜排折弯内角需标注在图纸上。(7) 铜排压印等标示应标注，压印位置公差允许在5mm范围内。(8) 铜排通常外形倒角R2，特殊情况按图纸标注，如图：R角位置示意图6 铆接介绍铜排可以直接通过攻丝、铆接螺母或光孔形式来实现连接。 （视板材厚度而定）保密等级：

19、内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 11 铜排在使用涨铆螺母时,为了连接牢固可靠,一般选取六角涨铆螺母,供应商选择螺母时会根据铜排厚度来选用适合板厚的螺母(铆接厚铜排的螺母一般为定制).铜排上有时也会铆接螺钉,通常选用(HFH)高强度铆钉来实现。7 检验/试验要求7.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验表面质量7.1.1.铜排应选用优质材料，材料表面缺陷少、颜色均匀7.1.2.加工时须进行表面保护，避免损伤表面；装配人员安装时必须戴手套，防止表面留下手印、污渍。7.1.3.铜排折弯后，弯角处不能有明显裂纹.7.1.4.严禁在铜排冲错孔的情况下，在圆孔位置填充同样大小的铜材进

20、行修补。7.1.5.铜母线需经过校直，铜母线宽面的弯曲度每米不大于2mm，窄面的弯曲度每米不大于3mm。7.2 镀层检验主要应用的镀层:亮镍, 亮锡镀层性能、特点电 镀 镍 （ 推 荐 使 用 ）1.电 镀 镍 层 在 空 气 中 的 稳 定 性 很 高 ， 由 于 金 属 镍 具 有 很 强 的铜排厚度 推荐 不推荐T=1-3 铆接螺母或光孔 攻丝T=4-12 M3、M4螺纹直接攻丝， M5以上螺纹采用涨铆螺母或光孔 -保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 12 钝 化 能 力 ， 在 表 面 能 迅 速 生 成 一 层 极 薄 的 钝 化 膜 ， 能 抵 抗 大 气 、

21、碱 和 某 些 酸的 腐 蚀 。 2.可 作 为 防 护 装 饰 性 镀 层3.厚 度 均 匀 性电 镀 锡具 有 抗 腐 蚀 、 耐 变 色 、 无 毒 、 易 焊 、 柔 软 和 延 展 性 好 ， 但 易 划 伤 ， 不宜 接 触 手 汗 ， 不 宜 存 放 在 潮 湿 地 方 ， 否 则 易 变 色 。7.2.1 镀层表示法图纸要求标注为：镀镍 Cu/Ni15b 镀锡 Cu /Sn15b 标注诠释:(1) Cu/-表示基体为铜或铜合金(2) 化学符号 Ni，表示镍镀层；Sn, 表示锡镀层(3) Ni、Sn 后的数字，代表镀层的最小厚度，um(4) 按使用条件为室外一般的大气环境，且铜层

22、作为底层时的镀层的最小厚度为 15um(5) 数字后的小写字母，表示镀层的类型：b表示是全光亮的电镀规范下沉积的镀层。7.2.2 铜基体电镀前的处理电镀生产方和需方应对电镀前基体的表面状态作出规定或协商认可。通常采用砂光铜排表面的作法；然后供方对工件主要表面进行检查，确认是否有明显的表面缺陷，如气孔，裂纹和不合要求的覆盖层，或者任何对最后的精饰不利的其它缺陷，检查铜排表面平面度，特别是搭接部分的平面度。所有缺陷都应在作任何处理之前提请需方注意。7.2.3 外观电镀后未经任何加工的表面，不应有明显的电镀缺陷，如鼓泡，麻点，孔隙，脱皮，粗糙，裂纹，漏镀，污迹或不良颜色。表面上不可避免的挂具痕迹及其

23、位置也应由需方作出规定。a 所有零件都应按 GB 5926-86 进行外观检查。b 镍镀层应是光亮带有柔和浅黄色的银白色；锡镀层应是呈光亮淡灰色。c 镀层结晶应均匀、细致、光滑、连续。d 在零件的非主视表面，允许有以下缺陷：保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 13 1）小而少的夹具印（夹具印小于 11 mm 2） ；2）镍镀层局部呈雾状、锡镀层轻微的水印或灰暗影（雾状、水印或灰暗影面积小于 1010 mm2） 。不允许： 3）镀层有斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、分层、起泡、起皮、脱落：4）树枝状、海绵状和条纹状镀层； 5）局部无镀层（盲孔内、以及深度大于直径的孔内部分

24、除外） ；7.2.4 镀层厚度的测定镀层厚度测定在需方指定的主要表面上任何位置进行，所用方法测量误差必须小于 10%。(1).厚度仪法（膜厚计）(2).直接测量确定一个参考点，测定前后该点的厚度便可得出镀层厚度。这可使用普通的工程量具，如千分尺、深度规等进行。7.2.5 结合强度实验镀层的结合强度应按 GB5270 中规定的锉刀试验，或热震试验方法中的一种进行。试验后镀层不应与基体有任何形式的分离。7.3 搭接面检查检查各电气连接处接触是否可靠，可检查铜排连接处间隙大小或连接处的温度高低。7.3.1 铜排连接处的检验方法(1).使用0.03mm塞尺插入铜排搭接面的间隙中，从四个方向插入，塞尺四

25、个方向插入的最大深度之和不大于该处搭接周长的12.5%。单个方向塞尺插入的长度不大于该处搭接长度的25%保密等级：内部公开 INVT 机密，未经许可不得扩散- 14 L1+L2+L3+L4(A+B+A+B)12.5%；L1A25，L3A25；L2B25，L4B25；L1,L2,L3,L4:插入方向1，2，3，4的塞尺最大插入深度。A:铜排1的搭接宽度。B:铜排2的搭接宽度。(2).可拆连接处接触压力不小于10MPa.(3).连接处接触电阻不大于同等长度单根铜排的电阻，或电压降不大于 7mV.(4).如以连接处的温度高低判断，温度不高于 70.7.3.2 以 2025Hz 的固有频率施加 9.8m/s2 加速度 6h，无变形和松动，接触电阻及温升值不变.7.4 铜排样件防腐试验通常通过考查镀层厚度， （厚度可用厚度仪测量来测量）一般不作试验 。