根据标准GB/T 22580-2008《特殊环境条件 高原用低压成套开关设备和控制设备技术要求》的要求，在海拔2000m至5000m的地点使用的低压成套开关设备和控制设备需满足高原型特殊要求。母线干线系统（母线槽）作为该类设备的产品之一，其温升性能受海拔影响显著。本文将结合试验数据，解析高原环境对母线槽温升性能的影响及改进措施。 

 

一、原因分析

高原环境对母线槽温升性能产生影响的核心原因是：

空气密度降低（如海拔3000m时，空气密度约为海平面的 70%），导致对流散热效率显著下降，热量积聚加速。

母线槽通过导体传输电流时会产生焦耳热，散热主要依赖空气对流、辐射和传导。空气密度降低会直接削弱对流散热能力，导致相同电流负载下，导体温度温升（导体温度与环境温度的差值）显著增大。

 

二、试验验证

通过选取合适的母线槽进行试验验证，研究高原环境对其的影响规律。

研究对象：额定电流为4000A的密集型母线槽（总长度为6m,包含2个连接点，覆板安装完整）。母线槽由三段母线干线通道组成，分别表示为1#、2#、3#。

试验条件：分别模拟海拔0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m的环境。

试验方法：依据GB/T 7251.6-2015《低压成套开关设备和控制设备 第6部分：母线干线系统（母线槽）》标准中规定的温升试验方法，在进线端、母排连接处、中点、短接处、金属外壳布置测试点，详见图1。

 

图1 母线槽的温升测试点示意图

 

试验结果：所有测试点温升随海拔升高而增加，5000m时达到最大值（见图2）

温升增幅与海拔呈非线性关系：

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

 

图2 母线槽不同海拔下各测试点温升值

 

三、优化方案

为减少高海拔对母线槽温升性能的影响，建议从以下方面改进产品设计：

1、增大导体截面积：降低电流密度，减少焦耳热产生。

2、优化散热结构：增加散热面，母线槽内部采用固体热传导；采用铝合金外壳（导热性优于钢）。

3、降容使用：根据海拔高度降低额定电流，例如海拔每升高1000m，额定电流可能需降低 5%～10%。

4、选用高海拔专用绝缘材料：如耐低温、低气压的硅橡胶或聚四氟乙烯，避免绝缘老化加速导致的温升限制。

风险提示

部分绝缘材料（如环氧树脂、橡胶）在低气压环境下长期受热易加速老化，可能迫使设计时降低额定电流或加强散热设计，以控制温升在安全范围内。

 

来源：质量观研社

关键词： 母线槽 温升