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贵州母线槽解读母线槽与电缆在配电中的应用比较

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贵州母线槽解读母线槽与电缆在配电中的应用比较

发布日期:2018-05-08 作者: 点击:

贵州母线槽解读母线槽与电缆在配电中的应用比较 


一、母线槽与电缆的性能特点

1、载电流范围上:目前电缆最大只能做到1000mm2截面积,额定电流1600A,但这种大规格电缆因为体积及重量过大很少应用到工程中,工程中一般都选用400 mm2及以下规格电缆进行配电,这就要求很多根电缆同时供电,而母线槽额定电流最大能做到6300A,其强大的载流能力是电缆根本无法比拟的。

2、过载能力:母线槽过载能力主要取决于它用的绝缘材料工作温度,母线槽用的绝缘材料过支采用工作温度为105℃的材料,现已开发出工作温度为140℃以上的辐射交联阻燃缠绕带(PER)和辐射交联聚烃热收缩管。而电缆所用的绝缘材料常期工作温度一般为95℃和105℃,因此母线槽的过载能力远远大于电缆。  

3、散热性能:电缆的绝缘材料(芯线绝缘和外皮绝缘)既是绝缘材料,又是隔热材料,因此电力电缆在桥架内敷设时,最多允许敷设2层,其原因是考虑散热,母线槽利用空气传导散热,并通过紧密接触的金属外壳,把热量散发出去,因此它的散热性能和电缆相比,电缆散热性能可见一般了。

4、使用寿命:母线槽的使用寿命为50年,电缆的使用寿命为15~20年,可见母线槽在使用寿命上要比电缆长得多。

5、维护方面:母线槽几乎不需要维护,日常维护通常是测量外壳和穿芯螺栓的温升、进线箱的接头温升等,穿芯螺栓若采用4.8级,则需要定期紧固,若采用8.8级的高强螺栓则不必定期坚固,而电缆因其材料易于磨损、易老化、寿命较短等因素限制,需要定期进行检查和维护,甚至更换。

二、施工安装情况

电缆的敷设在线路走向上灵活方便,但是工程中电缆一般都是要靠电缆桥架一路铺设支撑才能完成其走线,所以电缆的施工需要分步进行,母线槽的安装需要专业的安装技术,但却只需要按照产品标准安装程序即可一次性完成安装,另外母线槽结构紧凑,占用空间相对较小,易于工程中的管道、线路的空间布置,且安装方便,但对于400A以下的小电流线路,因为需要选用的电缆截面相对较小,根数较少,选择电缆敷设则显得更为灵活。

三、供电系统形式

槽供电系统通常是主干线从配电中心引出,以散射状灵活供电;而电缆供电则受分接难度大、载流量小、难以分散控制等因素限制通常是点对点供电,特别是在高层供电中母线槽相比电缆的优越性尤为突出,如上图所示,右边为传统的电缆供电方式,每个楼层都需要单独放线,电缆根数众多,这样的密集敷设明显具有散热型差、占用空间大、事故检查艰难、日后维修难度大等缺点;左边为母线槽供电,只要使用单一的中心母线槽系统,在每个楼层设置相应容量的插接箱进行分流即可达到供电目的,这种方式使得分接异常灵活,而且每个分支都有插接箱对分流变容处的保护,经过比较,很显然后者比前者更加安全、更加简单、更加可靠。

四、系统结构

1:母线槽配电:结构紧凑、布局整齐 

2:电缆配电:电缆根数多、结构复杂

五、母线槽与电缆总体性价比

母线槽相比电缆,总体来说,由于使用材料高档,工艺相对复杂,首期投入成本一般比电缆要大。但是,从长远来看,使用母线槽则优越的多。当前,母线槽使用寿命一般在30年至40年,而普通电缆则只有15年左右的使用寿命。母线槽系统只要按照规范安装和运行,基本上不需要更换部件,只需要对周边环境例行检查即可。而电缆则经常会出现接头老化、绝缘层脱落等现象,需要对某一段电缆进行更换。另外,当今市场上已经有许多实力较大的母线槽厂家推出铝导体母线槽,且已大规模应用于大型建筑。这类母线槽的采购价格远比电缆桥架的价格低,,但使用性能却高于电缆。对于首批投入资金紧张的用户,完全可以选用此种母线槽。

经过全面分析比较,对于低压配电系统中的重要干线选择母线槽,显然有其明显优势。对于小电流分支线路,选择电缆也有其灵活方便的优点,这就需要专业配电设计人员以实际需要进行选择配置。

母线槽与电缆的性能比较 

从性能上来看,母线槽与电缆主要存在以下几方面的区别:

1、载电流范围上母线槽优于电缆

目前电缆最大只能做到1000mm截面积,额定电流1600A,但这种大规格电缆因为体积及重量过大很少实际应用与工程中.工程中一般都选用400 mm及以下规格电缆进行配电,这就要求很多根电缆同时供电.而母线槽额定电流最大能做到6300A,其强大的载流能力是电缆根本无法比拟的。

2、母线槽散热性能好

电缆的绝缘材料(芯线绝缘和外皮绝缘)既是绝缘材料,又是隔热材料,因此电力电缆在桥架内敷设时,最多允许敷设2层,其原因是考虑散热。母线槽利用空气传导散热,并通过紧密接触的钢制外壳,把热量散发出去,因此它的散热性能和电缆相比,电缆散热性能可见一斑了。

3、母线槽几乎不必维护

母线槽日常维护通常是测量外壳和穿芯螺栓的温升、进线箱的接头温升等,穿芯螺栓若采用4.8级,则需要定期紧固,若采用8.8级的高强螺栓则不必定期坚固。而电缆因其材料易于磨损、易老化、寿命较短等因素限制,需要定期进行检查和维护,甚至更换。

4、 母线槽能防止过载失火

2000年8月27日,多灾多难的俄罗斯的莫斯科奥斯坦金诺电视塔——世界第二、欧洲第一高楼燃起冲天大火。其原因是电缆过载引起的;宝钢三只转炉停产,也是电缆失火引起。普通电缆的绝缘层和外皮会燃烧,阻燃电缆在火焰下也会燃烧,只有在火焰离开后才不燃烧,耐火电缆不会燃烧,但价格昂贵,只有消防等不准停电的电源才用耐火电缆。母线槽外壳是金属的,不会燃烧,即使铜排的绝缘材料发生燃烧,火苗也不会窜到母线槽外面。

 5、母线槽分接方便

 所谓插接式母线槽,就是它利用插接的方式把主干线的电源分接到支线去,每隔若干米就留有插接箱口,因此分接十分方便。而电缆需要在现场进行分接,可靠性差,即便是预制分支电缆也尤其明显的缺点,主要是需要向工厂定制,其分支连接方式采用开口的“C”型抱箍,时间一久,能否保证紧箍力?加上每一个分支头的价格不菲,因此预制分支电缆至今应用面仍不广。任何一个楼面需要切断电源,母线槽无须断电,只要在空载的情况下,取下母线槽的插接箱即可。但要切断预制分支电缆的分支电源,在带电的情况下操作是十分危险的。

 6、母线槽过载能力强

母线槽过载能力强取决于它用的绝缘材料工作温度高,母线槽用的绝缘材料过支采用工作温度为105℃的材料,现已开发出工作温度为140℃以上的辐射交联阻燃缠绕带(PER)和辐射交联聚烃热收缩管。而电缆所用的绝缘材料常期工作温度一般为95℃和105℃,因此母线槽的过载能力远远大于电缆。

母线槽知识大全 

随着现代化工程设施和装备的涌现,各行各业的用电量迅增,尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现,作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求,多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生,在大电流输送时充分体现出它的优越性,同时由于采用了新技术、新工艺,大大降低的母线槽两端部连接处及分线口插接处的接触电阻和温升,并在母线槽中使用了高质量的绝缘材料,从而提高了母线槽的安全可靠性,使整个系统更加完善。

1.选择正规企业的合格产品: 

母线槽应选用具有3C强制认证标记的产品,并有型式试验报告。我国生产母线槽的厂家众多鱼龙混杂,制作方式多为手工制作,主要集中在江浙,江苏扬中就是著名的母线槽桥架之乡。采购时应对厂家的生产规模、技术力量、工人素质及生产环境做深入考察,特别是生产环境。因为绝缘处理若在不洁净的空间中进行,绝缘层中多少会存在一些导电微粒,运行初期尚无关系,但时间一长就会造成绝缘损坏。

2.关注母线槽的导体材质: 

目前主要为铜排及铝排、铜铝复合三种,价格差别较大。除了应该关注其纯度,还应注意材料弯折后的机械性能。这里着重讲一下铜铝复合,铜铝复合界面强度直接影响其加工性能和使用可靠性,是铜铝复合母线最关键的性能参数。在进行90°折弯时不起泡,不出现明显的桔子皮,冲孔、剪切时不出现铜铝分层,才能在电气设备中使用,达到了界面结合强度的最低要求。制造工艺不同,其界面结合强度不同,用机械压力将铜、铝压接复合,只能激活界面原子形成原子键结合,在经过热处理扩散,使点结合变为面结合,但其扩散深度微薄,界面结合强度并不高。在特定的工艺条件下加工,使铜铝熔合,才能形成界面结合均匀,并有一定厚度的复合层,达到较高的界面结合强度。经过大量试验和计算机有限元分析,当铜层截面占总截面20%时,具有最佳性价比,20%比15%由于趋肤效应的作用,导电率要高很多,且硬度增强,寿命增长,铜层截面所占比例与铜铝复合母线的比重是一个确定的关系,当铜层截面占整个截面的10%、15%、20%时,其比重分别为3.32、3.63、3.94(g/㎝3)。检测铜层截面最简单的办法是:找一块样品,称一下重量,计算样品体积,算出比重。

3.选择母线槽经济截面: 

通常应按最大长期工作电流选择母线截面。并按通过最大短路电缆条件下,校验母线槽的短时热稳定性和动稳定性。由于导体存在电阻和多导体接近时交流电流趋表效应等因素影响,母线槽通过电流时会引起发热。铜、铝裸母线槽长期工作时的发热允许温度均为70℃,但当其接触面具有锡的可靠覆盖时(如超声波搪锡等),则允许温度提高到85℃,受此持续发热允许温度的限制,不同材料、截面的母线槽给出了相应的长期允许电流值,选择母线槽截面时,应使母线槽实际的最大长期工作电流小于所选截面母线槽的长期允许电流值。在年均负荷较大、母线槽较长的情况下(如屋外配电装置母线槽),通常按经济电流密度法选择母线槽。经济电流密度是综合考虑母线槽损耗、母线槽和附属设备的年维修费与折旧费为最低情况下,此时母线槽单位截面积流过的电流。用经济电流密度除以不计入过负荷的长期工作电流即得母线槽截面。由经济电流密度法选择的母线槽截面,一般比按最大长期工作电流选择的母线槽截面要大些。

4.关注母线槽的极限温升值: 

什么是母线槽的极限温升值?母线槽的极限温升值是指,母线槽通过额定电流满负荷运行时,稳定下来的最高温度减去环境温度得到的温升值,通常用K来表示。母线设计时都会做温升极限实验,温升限制着母线的载流能力,温升高会使得母线的寿命减短、电能损耗提高、电压下降,同时也影响周围环境温度,加速周围设备绝缘材料的老化,甚至引起安全事故。在我国火灾事故中,属电气引起的火灾事故超出整个火灾事故的60%。而由电气引起火灾事故的肇事者包括:电缆、电线、高低压成套设备、变压器、母线槽、电器元件等,大部分是由于长期温升高发热,导致绝缘材料老化发生短路而引起的火灾事故。极限温升值可以说是母线槽最关键的安全技术参数,也是体现母线槽整体性能的一个重要指标。用户从母线槽的温升还可以了解到以下几个问题:①铜排的纯度:含铜量直接与导体的电阻率相关,同样的导体规格电阻率越大,温升自然偏高。②导体的截面积:同样的结构和技术、同样含铜量的导体截面积小,温升自然偏高。③母线槽的散热性能:绝缘材料及外壳结构散热不好,温升自然偏高。④连接头结构的好坏:连接头接触不好,温升也会偏高。

5.根据电流容量选择母线槽: 

根据设计电流容量,选择对应母线产品,可以避免浪费,降低费用。

6.根据使用环境、安装方式选择母线槽: 

①选用母线槽时应综合考虑使用环境,母线槽的外壳防护等级选择应符合下列规定:1.室内专用洁净场所,采用IP30及以上等级。2.室内普通场所,采用不低于IP40等级。3.室内有防溅水要求的场所,采用不低于IP54等级。4.室内潮湿场所或有防喷水要求的场所,采用IP65及以上等级。5.有防腐要求的场所或室外,采用IP68等级的全封闭树脂浇注母线槽。②根据安装方式的不同,选择母线槽时也应注意:母线槽水平安装,且支架能根据需要设置时,宜采用长度为3m左右的母线槽。当支架间距为6m及以上时,应选用超长型母线槽。当母线槽在不同形状的建筑中沿平面安装时,宜选用外壳为矩形的母线槽。当沿圆弧面安装时,宜选用树脂浇注母线槽或圆筒形母线槽。当母线槽垂直安装时,宜选用密集绝缘或树脂浇注母线槽,且绝缘材料应采用适用于长期工作温度不低于130℃的材料。为避免烟囱效应,当选用空气绝缘母线槽时,母线槽壳体内每单元间应设置阻火隔断。③当用于应急电源时,应选用耐火且防水的母线槽。

7.关注母线槽的安装支架: 

母线槽系统较电缆相比有着使用寿命长的优点,一般可达30-50年。要使母线槽寿命尽可能延长,母线的安装支架也是必须考虑的一部分。母线槽在水平面安装时一般采用吊装支架或龙门支架,在竖井中一般采用弹簧支架和角铁支架相结合的安装方式。购买一些大容量母线时应认真考察支架吊臂和横梁材质、弹簧和荷重等。有些不良厂商选用较低号数的角铁作为支架材料,后果是母线槽在使用一段时间后出现下垂移位,如不及时维修甚至会出现安全事故。

贵州母线槽

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