hard bus bar
简介
由铝排或铜排、铝管或铜管等硬导体材料构成的母线。通常硬母线分为支持式和悬吊式两种基本类型：支持式由支柱绝缘子将硬母线顶起来安装，固定不动;悬吊式利用绝缘子串将硬母线吊起来安装，在风力作用下有轻微摆动。支持式硬母线在10～500kV母线均有采用，而悬吊式硬母线则用于220～500kV大跨度铝管母线。
硬母线选择方法基本上按母线选择的一般条件进行，只是机械计算比较复杂，而机械条件往往是硬母线选择的控制条件。硬母线的机械计算包括荷载组合、强度计算、挠度计算和微风振动校验四方面的内容。
荷载组合 硬母线的荷载分为正常荷载和短时荷载。正常荷载指长期作用在硬母线上的荷载，包括自重、风力、覆冰及引下线和单柱式隔离开关静触头的自重。前三种荷载为均布荷载，后两种荷载是集中荷载，其应力和挠度的力学计算公式不同。此外，风荷载为水平方向，其余荷载是垂直方向，两类作用方向不同的荷载组合采用矢量相加的方法。短时荷载指瞬时作用在硬母线上的荷载，包括短路荷载和地震荷载。荷载组合分成以下两种状态：①正常荷载组合，最大风状态为
覆冰状态为
取其大者;②短路荷载组合，短路状态为
地震状态为
取其大者。式中为各分项荷载的矢量值。
强度计算 硬母线的强度可按正常、短时两种荷载组合公式进行计算。正常荷载组合的安全系数取2，短时荷载组合的安全系数取1.67。强度计算时的要点为： ①计算各种荷载产生弯矩的简化力学模型 (受力图)与硬母线金具的安装距离有关，伸缩节和滑动支持金具简化成滑动铰支座，固定支持金具简化成固定端。此外， 按工程中硬母线实际安装跨度以及金具安装情况，选择最严重的条件进行计算，通常选择一端简支、一端固定的单跨粱进行计算。②硬母线同相片间电动力和相间电动力都与硬母线的自振频率有关， 工程中通常采用修正静态法， 查有关曲线进行计算。
挠度计算 硬母线的挠度通常按无冰、无风的自然状态进行计算。一般要求支持式硬母线的计算挠度小于 (0.5～1) D，悬吊式硬母线的计算挠度小于 (1～2) D， D为硬母线外径。
微风振动校验 只需要对支持式硬母线进行微风振动的校验，悬吊式硬母线不会发生微风振动，不需要进行校验。通常风速为1～5 m/s时，才能够形成稳定的气流，使硬母线发生共振。发生微风振动的硬母线自振频率在1～10 Hz范围内。防止微风振动的措施一般有以下几种：①在硬管母线的内部穿入钢芯铝绞线，防止硬管母线产生高阶微风振动; ②结合单柱式隔离开关静触头设计，安装双环型消振器;③单独在硬管母线上安装消振器。后两种措施对于消除各阶微风振动都比较有效。
硬母线不会产生风偏摇摆(支持式)或产生轻微的风偏摇摆(悬吊式)，可以减少母线的相间距离，从而压缩配电装置的占地面积，因此在国际上被广泛采用。在不同的电压等级往往采用以下几种不同形式的硬母线： ①10 kV配电装置通常采用矩形或槽形导体构成的母线桥，相间距离为0.5 m左右，跨度为1.5～2 m;②35～220 kV配电装置通常采用单根圆形铝管或异形铝管构成的大跨度铝管母线， 铝管外径一般在130mm以下，相间距离1～3 m，跨度5～14 m，在配电装置2～3间隔之间配置一个母线伸缩节，安装1跨铝管母线; ③330～500 kV配电装置一般采用大直径单根圆形铝管母线，铝管母线外径为150～500 mm， 一个500 kV配电装置间隔安装1跨铝管母线，相间距离为4～5 m。为了节省铝材， 目前有采用分裂结构铝管母线的趋势。美国TVA电力系统500 kV配电装置采用四分裂结构铝管母线，分裂间距610 mm，单根铝管母线外径为38.1 mm。中国葛洲坝水电站500 kV升压站也采用四分裂铝管母线，分裂间距为450 mm，单根铝管母线直径为45 mm，相间距离为6 m，计算跨距为30 m，最大工作电流为3460 A。此外，在中国以往受500kV支柱绝缘子制造比较困难的条件限制， 500kV母线大多数采用悬吊式铝管母线， 但是随着国产500k V高强度单柱式支柱绝缘子的产生， 500kV支技式铝管母线在国内将会不断的发展。