低压配电柜母线系统共振特性有限元分析

徐闻婕，吴泳聪

（1.广东电科院能源技术有限责任公司，广东 广州 510080；2.武汉大学 电气与自动化学院，湖北 武汉 430072）

短路耐受能力是低压配电柜的安全性能的重要指标，其中，为了防止短路过程中发生共振，要求母线系统的自然频率分布在共振频率范围（即短路电动力频谱）之外。现代电力工程设计手册中按照机械强度及共振条件，给出了铝母线的选择依据[1]。文献[2]和文献[3]推导了三相铜母线系统的自振频率计算式，并计算得到了考虑机械共振条件的绝缘子最大允许跨距。然而上述依赖经验公式的校核方法无法考虑复杂母线结构的振动特性。随着数值计算理论成熟及计算能力的提高，模态分析在研究电力设备机械振动特性的应用日益广泛。文献[4]采用模态分析获得了管型模型的振动特性，并分析了固有频率与轴向预应力及偏心距的关系。文献[5]建立了低压三相母线的三维有限元模态分析模型，得到两种不同连接方式下母线桥的振型与固有频率，并提出提高母线结构刚度、控制工作噪声的方法。文献[6]对ZJB-252 型变压器中性点接地保护装置底座分进行模态分析，对比了自由与约束状态下底座振动特性的差异，为支架结构的防共振设计提供依据。文献[7]分析了变压器铁芯固有频率随铁芯松动的变化规律，并得出变压器铁芯故障状态与其共振响应的对应关系。文献[8]对母线槽钢结构进行了模态分析，发现结构薄弱点并提出提高结构稳定性的方案。……