封閉式母線槽的應用技術研究

在近幾年的電氣設計以及施工現(xiàn)場配合工作中，搞過一些封閉式母線槽線路的設計。我們考察了一些用戶和正在安裝施工的工程，對已經(jīng)完成的這方面設計項目進行總結。從中獲得了很多寶貴經(jīng)驗和體會。

1 封閉式母線槽與傳統(tǒng)低壓動力輸配電方式的技術比較

傳統(tǒng)的中小容量低壓電氣動力輸配電方式以電纜為主，還要借助電纜溝、電纜橋架、鋼管等設施。目前制造的電纜截面大為500mm2，因此，電纜的載流量大為800A(IEC標準也有此規(guī)定)。由于大截面電纜長度過長重量很大，為了不損傷電纜絕緣層，在垂直布置時中間固定裝置的機械力不可過強，所以在高層建筑大截面電纜垂直敷設時，其超重滑脫及電纜截面變形一直是難以解決的施工問題。封閉式母線槽則不存在這種問題，因其本身是剛性的，所以機械固定方式可以做得非常牢固。另外，封閉式母線槽內(nèi)導體的大截面可超過1000mm2，雙導體可超過2000mm2。加上母線為矩形，表面積大，其集膚效應較弱，散熱面積較大，溫升較低，這就意味著比同等截面的電纜載流量要高得多(可超過1000A)。

2 封閉式母線槽的種類

封閉式母線槽主要有：空氣式母線槽(圖1a)、高強度母線槽、高強度密集型母線槽(圖1b)以及耐火型封閉式母線槽(圖1c)。

圖1 封閉式母線槽的種類

3 封閉式母線槽的設計選型

盡管封閉式母線槽有很多優(yōu)點，但在實際應用中也受一定條件的限制，如用電負荷類型、分布情況，安裝空間，工程投資額度等等。
3.1 變電站內(nèi)的應
　　用由于工程建筑限制迫使變壓器與低壓配電柜不在同一標高而變壓器的容量較大時，用電纜很顯然不能滿足低壓大電流傳輸?shù)男枰Ｊ褂梅忾]式母線槽是較為合理的選擇。我們在設計一座3000t滌綸聚合裝置的變電站時即采用了封閉式母線槽。該變電站進線為6kV，容量為2000kVA變壓器兩臺。受工程建筑限制，高壓配電室及變壓器室被定位在不同樓層，兩臺變壓器低壓側與低壓配電柜用空氣式母線槽連接(見圖2)。

圖 2

3.2 封閉式母線槽在高層建筑里的應用
　　一般建筑專業(yè)都會為封閉式母線槽設計安裝空間(豎井)，每個樓層均設一個或多個插接開關箱，再由插接開關箱向各用電設備及回路以電纜、電線方式送出電源。為了用電安全，設計時應注意以下幾點：為了供電線路的連續(xù)性，應考慮采用雙回路形式，并盡可能使兩回路有一定的安全間隔；在選擇封閉式母線槽規(guī)格時，導體截面應盡量大一些，以具有足夠的剩余容量；要多設插接口，但要考慮到操作高度和動力饋線路徑，因為垂直布置的封閉式母線槽插口過多會使每層上面的插接箱高度過高，操作和檢修都不方便；由于封閉式母線槽線路阻抗很小，在選擇插接箱內(nèi)斷路器時應選短路分斷能力與之相配的型號；對于垂直安裝于剪力墻上的封閉式母線槽，可不必向建筑設計人員提供載荷數(shù)據(jù)。對于垂直穿樓板安裝的封閉式母線槽，其載荷數(shù)據(jù)應按如下公式計算：支撐點載荷=0.5×建筑層高×(母線槽總重/母線槽總長)。
　　由于封閉式母線槽結構比電纜橋架重得多，應建議設計人員考慮吊裝空間。
3.3 封閉式母線槽在大型生產(chǎn)、加工車間內(nèi)的應用
　　對于單機負荷較小、分布均勻的大型廠房，如紡織企業(yè)的織布車間、針織車間，機械加工企業(yè)的小件加工車間等，可以利用封閉式母線槽、插接箱的組合進行供電。
　　在這種場合封閉式母線槽與常規(guī)供電方式(電纜供電)相比，其性為：對用電負荷的均衡分布性要求不高，因此對負荷很不均衡的情況適應性強。即使在封閉式母線槽線路已經(jīng)完成設計或已安裝完畢的情況下，也可以根據(jù)新的負荷變動方案進行簡單的調(diào)整，這一點常規(guī)供電方式(電纜供電)是無法與之相比的。另外，價格低廉的插接箱取代了昂貴的低壓配電柜及動力箱，可以降低投資。同時插接箱內(nèi)動力開關更接近用電設備，停、送電操作非常簡便。

4 封閉式母線槽的安裝

訂貨直接影響安裝質量，例如，有的廠商不生產(chǎn)與變壓器或開關柜的始、終端聯(lián)接箱，除要增加非標準制作費之外，還要求施工單位派人配合進行現(xiàn)場制作。還有的不生產(chǎn)直線長度調(diào)節(jié)段，在安裝施工時出現(xiàn)的長度誤差，需將直線段運回廠家加工處理后再運回施工現(xiàn)場安裝，不僅延誤了工期，還將造成經(jīng)濟損失。
　　封閉式母線槽安裝技術要求較高，一般水平安裝比垂直安裝難度要大得多，主要是因為重量較大，所以水平安裝對建筑結構上的預埋件質量要求較高，支撐結構的強度、安裝精度要求也較高。為了安裝質量，好在施工現(xiàn)場用經(jīng)緯儀在各個預埋件上找出統(tǒng)一高度，用記號筆標好，這樣做可以有效減小水平安裝誤差。
　　封閉式母線槽與油浸式電力變壓器低壓端子連接應采用軟連接方式。也就是說兩者之間使用金屬絲編織軟導線或其他類型的柔性導體過渡連接。與干式變壓器連接則不必采用這種連接方式。如果封閉式母線槽與油浸式電力變壓器低壓端子剛性連接，會使低壓端子無法抵御封閉式母線槽的膨脹應力而引起套管漏油，從而影響變壓器的正常運行。
　　封閉式母線槽水平安裝時，插接箱與封閉式母線槽是結合為一體的，其安裝位置較高，不便于今后的操作和維護。所以，插接箱內(nèi)好不裝開關，僅裝連接導體和電纜，將電源引入附近安裝的壁掛式動力箱內(nèi)(見圖3)。

圖 3

5 封閉式母線槽應用注意事項

在設計選型時應根據(jù)系統(tǒng)的短路電流值及樣本上的參數(shù)對所選定型號進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(計算)。
　　根據(jù)現(xiàn)行的安全部門的電氣防爆規(guī)范，封閉式母線槽不適用于甲級或乙級防火、防爆場所。主要原因是封閉式母線槽的各連接部位的連接方式還不能滿足防爆要求。
　　　封閉式母線槽造價較高，對于某些負荷集中或需要單獨供電設備的場合使用封閉式母線槽，從工程建設的經(jīng)濟性考慮，尚欠合理。另外，封閉式母線槽安裝技術要求較高，安裝費用自然也高。因此在決定是否選擇封閉式母線槽之前，務必將封閉式母線槽方案與其他方案進行全面地經(jīng)濟技術比較。
　　封閉式母線槽基本屬于免維護線路，但如果其處于潮濕或帶有腐蝕性氣體的場合，如沿海地區(qū)、紡織企業(yè)等，則每隔一二年需要進行一次全面的防腐涂裝及維護