赖超，徐婷

(长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000)

某大型电锌冶炼厂电解锌规模为100kt/a，设置有一个电解系列，整流机组及直流输电母排总的额定直流电流为240kA、额定直流电压为440V。

1 输电母排的选择

根据上述系列电流及《有色金属冶炼厂电力设计规范》（GB50673-2011）所要求的母线电流密度（铝母线为 0．5 ～ 0．7A/mm2；铜母线为 1．0 ～ 1．5A/mm2），设计选用铜母线，考虑到电流分布的不均匀性，电流密度按1．0/mm2考虑，选用TMY-1000×30铜排8片作为输电母排(见图1)。

图1 输电母线截面图

如此大的的输电铜排，从其单位重量上便可感知，单位重量达每米2．14吨（不包括垫块及支架等的重量）。但铜母排的受力情况就比较抽象了，下面详细介绍输电铜母排受力情况的分析及计算。

2 输电母排的受力情况

2.1 正极母排或负极母排极间的相互作用力

根据电磁学相关理论可确定正负极间相互作用力为排斥力。

两平行导体中分别有电流i1和i2通过时，导体间相互作用力公式为 F=2．04Kx×i1×i2×l/D（kg/m）。

式中：i1、i2——流过两平行导体的电流瞬时值，kA；

l——平行导体的长度，cm；

D——导体中心距离，cm；

Kx——矩形截面导体的形状系数，可根据与导体厚度b、高度h和中心距离D有关的关系式(D-b)/(h+b)和b/h查表得出。

从上图可以得出：正负母线中心间距为1000mm，极内片间距离为30mm（同母线厚度），每片铜排输送的额定电流为30kA。

正极内靠近负极的最边的一片所受的力最大，同样，负极内靠近正极最边的一片所受的力最大。下面仅计算受力最大的这一片的受力情况。

同样可以计算出极内其余各片铜排的受力情况，其计算结果如下表1。……