高低壓母線簡介:
隨著現(xiàn)代化工程設(shè)施和裝備的涌現(xiàn),各行各業(yè)的用電量迅增,尤其是眾多的高層建筑和大型廠房車間的出現(xiàn),作為輸電導線的傳統(tǒng)電纜在大電流輸送系統(tǒng)中已不能滿足要求,多路電纜的并聯(lián)使用給現(xiàn)場安裝施工連接帶來了諸多不便。插接式母線槽作為一種新型配電導線應(yīng)運而生,
與傳統(tǒng)的電纜相比,在大電流輸送時充分體現(xiàn)出它的*性,同時由于采用了新技術(shù)、新工藝,大大降低的母線槽兩端部連接處及分線口插接處的接觸電阻和溫升,并在母線槽中使用了高質(zhì)量的絕緣材料,從而提高了母線槽的安全可靠性,使整個系統(tǒng)更加完善。
高低壓母線特點:
母線槽特點是具有系列配套、商品性生產(chǎn)、體積小、容量大、設(shè)計施工周期短、裝拆方便、不會燃燒、安全可靠、使用壽命長。母線槽產(chǎn)品適用于交流50Hz,額定電壓380V,額定電流250A-6300A的三相四線,三相五線制供配電系統(tǒng)工程中。
分類:
按用途,母線槽一般由始端母線槽、直通母線槽(分帶插孔和不帶插孔兩種)、L型垂直(水平)彎通母線、Z型垂直(水平)偏置母線、T型垂直(水平)三通母線、X型垂直(水平)四通母線、變?nèi)菽妇€槽、膨脹母線槽、終端封頭、終端接線箱、插接箱、母線槽有關(guān)附件及緊固裝置等組成。
按絕緣方式,可分為空氣式插接母線槽、密集絕緣插接母線槽和高強度插接母線槽三種。
空氣式插接母線槽(BMC)。由于母線之間接頭用銅片軟接過渡,在南方天氣潮濕,接頭之間容易產(chǎn)生氧化,形成接頭與母線接觸不良,使觸頭容易發(fā)熱,故在南方極少使用。并且接頭之間體積過大,水平母線段尺寸不*,外形不夠美觀。
密集絕緣插接母線槽(CMC)。其防潮、散熱效果較差。在防潮方面,母線在施工時,容易受潮及滲水,造成相間絕緣電阻下降。母線的散熱主要靠外殼,由于線與線之間緊湊排列安裝,L2、L3相熱能散發(fā)緩慢,形成母線槽溫升偏高。密集絕緣插接母線槽受外殼板材限制,只能生產(chǎn)不大于3m的水平段。由于母線相間氣隙小,母線通過大電流時,產(chǎn)生強大的電動力,使磁振蕩頻率形成疊加狀態(tài),造成過大的噪聲。
高強度封閉式母線槽(CFW)。其工藝制造不受板材限制,外殼做成瓦溝形式,使母線機械強度增加,母線水平段可生產(chǎn)至13m長。由于外殼做成瓦溝形式,坑溝位置有意將母線分隔固定,母線之間有18mm的間距,線間通風良好,使母線槽的防潮和散熱功能有明顯的提高,比較適應(yīng)南方氣候;由于線間有一定的空隙,使導線的溫升下降,這樣就提高了過載能力,并減少了磁振蕩噪聲。但它產(chǎn)生的雜散電流及感抗要比密集型母線槽大得多,因此在同規(guī)格比較時,它的導電排截面必須比密集絕緣插接母線槽大。
插接式母線槽屬樹干式系統(tǒng),具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠、傳輸電流大、便于分接饋電、維護方便、能耗小、動熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。
性能比較:
1.母線槽散熱性能好.電纜的絕緣材料(芯線絕緣和外皮絕緣)既是絕緣材料,又是隔熱材料,因此電力電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時,zui多允許敷設(shè)2層,其原因是考慮散熱。母線槽利用空氣傳導散熱,并通過緊密接觸的鋼制外殼,把熱量散發(fā)出去,因此它的散熱性能和電纜相比,電纜散熱性能可見一斑了。
2.母線槽幾乎不必維護,日常維護通常是測量外殼和穿芯螺栓的溫升、進線箱的接頭溫升等,穿芯螺栓若采用4.8級,則需要定期緊固,若采用8.8級的高強螺栓則不必定期堅固。而電纜因其材料易于磨損、易老化、壽命較短等因素限制,需要定期進行檢查和維護,甚至更換.
3.載電流范圍上.目前電纜zui大只能做到1000mm截面積,額定電流1600A,但這種大規(guī)格電纜因為體積及重量過大很少實際應(yīng)用與工程中.工程中一般都選用400mm及以下規(guī)格電纜進行配電,這就要求很多根電纜同時供電.而母線槽額定電流zui大能做到6300A,其強大的載流能力是電纜根本*的.
4.母線槽過載能力強.取決于它用的絕緣材料工作溫度高,母線槽用的絕緣材料過支采用工作溫度為105℃的材料,現(xiàn)已開發(fā)出工作溫度為140℃以上的輻射交聯(lián)阻燃纏繞帶(PER)和輻射交聯(lián)聚烴熱收縮管。而電纜所用的絕緣材料常期工作溫度一般為95℃和105℃,因此母線槽的過載能力遠遠大于電纜。
5.母線槽分接方便.所謂插接式母線槽,就是它利用插接的方式把主干線的電源分接到支線去,每隔若干米就留有插接箱口,因此分接十分方便。而電纜需要在現(xiàn)場進行分接,可靠性差,即便是預制分支電纜也尤其明顯的缺點,主要是需要向工廠定制,其分支連接方式采用開口的“C”型抱箍,時間一久,能否保證緊箍力?加上每一個分支頭的價格不菲,因此預制分支電纜至今應(yīng)用面仍不廣。任何一個樓面需要切斷電源,母線槽無須斷電,只要在空載的情況下,取下母線槽的插接箱即可。但要切斷預制分支電纜的分支電源,在帶電的情況下操作是十分危險的。
6.母線槽能防止過載失火.2000年8月27日,多災(zāi)多難的俄羅斯的莫斯科奧斯坦金諾電視塔——*二、歐洲*高樓燃起沖天大火。其原因是電纜過載引起的;寶鋼三只轉(zhuǎn)爐停產(chǎn),也是電纜失火引起。普通電纜的絕緣層和外皮會燃燒,阻燃電纜在火焰下也會燃燒,只有在火焰離開后才不燃燒,耐火電纜不會燃燒,但價格昂貴,只有消防等不準停電的電源才用耐火電纜。母線槽外殼是金屬的,不會燃燒,即使銅排的絕緣材料發(fā)生燃燒,火苗也不會竄到母線槽外面。
選購要點:
1.選擇正規(guī)企業(yè)的合格產(chǎn)品
母線槽應(yīng)選用具有3C強制認證標記的產(chǎn)品,并有型式試驗報告。我國生產(chǎn)母線槽的廠家眾多魚龍混雜,制作方式多為手工制作,主要集中在江浙,江蘇揚中就是*的母線槽橋架之鄉(xiāng)。采購時應(yīng)對廠家的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)力量、工人素質(zhì)及生產(chǎn)環(huán)境做深入考察,特別是生產(chǎn)環(huán)境。因為絕緣處理若在不潔凈的空間中進行,絕緣層中多少會存在一些導電微粒,運行初期尚無關(guān)系,但時間一長就會造成絕緣損壞。
2.關(guān)注母線槽的導體材質(zhì)
目前主要為銅排及鋁排、銅鋁復合三種,價格差別較大。除了應(yīng)該關(guān)注其純度,還應(yīng)注意材料彎折后的機械性能。這里著重講一下銅鋁復合,銅鋁復合界面強度直接影響其加工性能和使用可靠性,是銅鋁復合母線zui關(guān)鍵的性能參數(shù)。在進行90°折彎時不起泡,不出現(xiàn)明顯的桔子皮,沖孔、剪切時不出現(xiàn)銅鋁分層,才能在電氣設(shè)備中使用,達到了界面結(jié)合強度的zui低要求。制造工藝不同,其界面結(jié)合強度不同,用機械壓力將銅、鋁壓接復合,只能激活界面原子形成原子鍵結(jié)合,在經(jīng)過熱處理擴散,使點結(jié)合變?yōu)槊娼Y(jié)合,但其擴散深度微薄,界面結(jié)合強度并不高。在特定的工藝條件下加工,使銅鋁熔合,才能形成界面結(jié)合均勻,并有一定厚度的復合層,達到較高的界面結(jié)合強度。
經(jīng)過大量試驗和計算機有限元分析,當銅層截面占總截面20%時,具有*性價比,20%比15%由于趨膚效應(yīng)的作用,導電率要高很多,且硬度增強,壽命增長,銅層截面所占比例與銅鋁復合母線的比重是一個確定的關(guān)系,當銅層截面占整個截面的10%、15%、20%時,其比重分別為3.32、3.63、3.94(g/㎝3)。
檢測銅層截面zui簡單的辦法是:找一塊樣品,稱一下重量,計算樣品體積,算出比重。
3.選擇母線槽經(jīng)濟截面
通常應(yīng)按zui大*工作電流選擇母線截面。并按通過zui大短路電纜條件下,校驗?zāi)妇€槽的短時熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。由于導體存在電阻和多導體接近時交流電流趨表效應(yīng)等因素影響,母線槽通過電流時會引起發(fā)熱。銅、鋁裸母線槽*工作時的發(fā)熱允許溫度均為70℃,但當其接觸面具有錫的可靠覆蓋時(如超聲波搪錫等),則允許溫度提高到85℃,受此持續(xù)發(fā)熱允許溫度的限制,不同材料、截面的母線槽給出了相應(yīng)的*允許電流值,選擇母線槽截面時,應(yīng)使母線槽實際的zui大*工作電流小于所選截面母線槽的*允許電流值。在年均負荷較大、母線槽較長的情況下(如屋外配電裝置母線槽),通常按經(jīng)濟電流密度法選擇母線槽。經(jīng)濟電流密度是綜合考慮母線槽損耗、母線槽和附屬設(shè)備的年維修費與折舊費為zui低情況下,此時母線槽單位截面積流過的電流。用經(jīng)濟電流密度除以不計入過負荷的*工作電流即得母線槽截面。由經(jīng)濟電流密度法選擇的母線槽截面,一般比按zui大*工作電流選擇的母線槽截面要大些。
4.關(guān)注母線槽的極限溫升值
什么是母線槽的極限溫升值?母線槽的極限溫升值是指,母線槽通過額定電流滿負荷運行時,穩(wěn)定下來的zui高溫度減去環(huán)境溫度得到的溫升值,通常用K來表示。母線設(shè)計時都會做溫升極限實驗,溫升限制著母線的載流能力,溫升高會使得母線的壽命減短、電能損耗提高、電壓下降,同時也影響周圍環(huán)境溫度,加速周圍設(shè)備絕緣材料的老化,甚至引起安全事故。
在我國火災(zāi)事故中,屬電氣引起的火災(zāi)事故超出整個火災(zāi)事故的60%。而由電氣引起火災(zāi)事故的肇事者包括:電纜、電線、高低壓成套設(shè)備、變壓器、母線槽、電器元件等,大部分是由于*溫升高發(fā)熱,導致絕緣材料老化發(fā)生短路而引起的火災(zāi)事故。
極限溫升值可以說是母線槽zui關(guān)鍵的安全技術(shù)參數(shù),也是體現(xiàn)母線槽整體性能的一個重要指標。用戶從母線槽的溫升還可以了解到以下幾個問題:
①銅排的純度:含銅量直接與導體的電阻率相關(guān),同樣的導體規(guī)格電阻率越大,溫升自然偏高。
②導體的截面積:同樣的結(jié)構(gòu)和技術(shù)、同樣含銅量的導體截面積小,溫升自然偏高。
③母線槽的散熱性能:絕緣材料及外殼結(jié)構(gòu)散熱不好,溫升自然偏高。
④連接頭結(jié)構(gòu)的好壞:連接頭接觸不好,溫升也會偏高。
5.根據(jù)電流容量選擇母線槽
從性價比和機械強度考慮當電流為100A及以下時,宜選用空氣型母線槽。對大電流容量宜選用密集型或樹脂澆注母線槽。
6.根據(jù)使用環(huán)境、安裝方式選擇母線槽
①選用母線槽時應(yīng)綜合考慮使用環(huán)境,母線槽的外殼防護等級選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.室內(nèi)潔凈場所,采用IP30及以上等級。
2.室內(nèi)普通場所,采用不低于IP40等級。
3.室內(nèi)有防濺水要求的場所,采用不低于IP54等級。
4.室內(nèi)潮濕場所或有防噴水要求的場所,采用IP65及以上等級。
5.有防腐要求的場所或室外,采用IP68等級的全封閉樹脂澆注母線槽。
②根據(jù)安裝方式的不同,選擇母線槽時也應(yīng)注意:
母線槽水平安裝,且支架能根據(jù)需要設(shè)置時,宜采用長度為3m左右的母線槽。當支架間距為6m及以上時,應(yīng)選用超長型母線槽。
當母線槽在不同形狀的建筑中沿平面安裝時,宜選用外殼為矩形的母線槽。當沿圓弧面安裝時,宜選用樹脂澆注母線槽或圓筒形母線槽。
當母線槽垂直安裝時,宜選用密集絕緣或樹脂澆注母線槽,且絕緣材料應(yīng)采用適用于*工作溫度不低于130℃的材料。為避免煙囪效應(yīng),當選用空氣絕緣母線槽時,母線槽殼體內(nèi)每單元間應(yīng)設(shè)置阻火隔斷。
③當用于應(yīng)急電源時,應(yīng)選用耐火且防水的母線槽。
7.關(guān)注母線槽的安裝支架
母線槽系統(tǒng)較電纜相比有著使用壽命長的優(yōu)點,一般可達30-50年。要使母線槽壽命盡可能延長,母線的安裝支架也是必須考慮的一部分。母線槽在水平面安裝時一般采用吊裝支架或龍門支架,在豎井中一般采用彈簧支架和角鐵支架相結(jié)合的安裝方式。購買一些大容量母線時應(yīng)認真考察支架吊臂和橫梁材質(zhì)、彈簧和荷重等。有些不良廠商選用較低號數(shù)的角鐵作為支架材料,后果是母線槽在使用一段時間后出現(xiàn)下垂移位,如不及時維修甚至會出現(xiàn)安全事故。