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怎样合理选用母线槽
来源:本站  加入时间:2010-5-28
在高层建筑的供电系统中,供电主干线起着非常重要的作用,它好似人体中的大动脉,一旦出现故障就会造成严重的后果。因此,生产、建设及科研单位一直在为供电主干线的可靠性作出努力,不断改进,以期创造出安装维护简便、质优价廉、性能稳定的新产品。

室内导线敷设方式可分为:明敷——导线直接或者在管子、线槽等保护体内敷设于墙壁、顶棚的表面及桁架、支架等处;暗敷——导线在管子、线槽等保护体内敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部,或者在混凝土板孔内敷线等。对于小型建筑,用电负荷不是很大,主干线往往采用绝缘导线;对于高层建筑,用电负荷较大,用绝缘导线作为主干线已不能满足供电需要,这时主干线需要用电缆或母线槽。

80年代以前,高层建筑中的供电主干线主要采用可靠性较好的普通电缆,电缆在电气竖井内沿墙壁用支架或电缆桥架敷设。电缆作为供电主干线比裸导线、裸排要安全可靠得多,但载流量受到限制,电缆截面不可能造得很大(最大只能做到400mm2),而且电缆太粗,现场施工难度大。80年代中后期,城市发展迅速,高层、超高层建筑大批建造,建筑物的用电负荷急剧增加,电缆作为供电主干线的局限性越来越突出,特别是现场制作电缆分支接头技术难度很大,急需一种容量大、分支方便的供电主干线取而代之。这时,容量大、分支方便的母线槽从国外引进来,并且在工程中迅速得到推广应用。
  
1 母线槽的种类、性能及优越性

封闭式母线槽(简称母线槽)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。它可制成每隔一段距离设有插接分线盒的插接型封闭母线,也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。在高层建筑的供电系统中,动力和照明线路往往分开设置,母线槽作为供电主干线在电气竖井内沿墙垂直安装一趟或多趟。按用途一趟母线槽一般由始端母线槽、直通母线槽(分带插孔和不带插孔两种)、L型垂直(水平)弯通母线、Z型垂直(水平)偏置母线、T型垂直(水平)三通母线、X型垂直(水平)四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽、终端封头、终端接线箱、插接箱、母线槽有关附件及紧固装置等组成。母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘插接母线槽和高强度插接母线槽三种。

空气式插接母线槽(BMC)。由于母线之间接头用铜片软接过渡,在南方天气潮湿,接头之间容易产生氧化,形成接头与母线接触不良,使触头容易发热,故在南方极少使用。并且接头之间体积过大,水平母线段尺寸不一致,外形不够美观。

密集绝缘插接母线槽(CMC)。其防潮、散热效果较差。在防潮方面,母线在施工时,容易受潮及渗水,造成相间绝缘电阻下降。母线的散热主要靠外壳,由于线与线之间紧凑排列安装,L2、L3相热能散发缓慢,形成母线槽温升偏高。密集绝缘插接母线槽受外壳板材限制,只能生产不大于3m的水平段。由于母线相间气隙小,母线通过大电流时,产生强大的电动力,使磁振荡频率形成叠加状态,造成过大的噪声。

高强度封闭式母线槽(CFW)。其工艺制造不受板材限制,外壳做成瓦沟形式,使母线机械强度增加,母线水平段可生产至13m长。由于外壳做成瓦沟形式,坑沟位置有意将母线分隔固定,母线之间有18mm的间距,线间通风良好,使母线槽的防潮和散热功能有明显的提高,比较适应南方气候;由于线间有一定的空隙,使导线的温升下降,这样就提高了过载能力,并减少了磁振荡噪声。但它产生的杂散电流及感抗要比密集型母线槽大得多,因此在同规格比较时,它的导电排截面必须比密集绝缘插接母线槽大。

插接式母线槽属树干式系统,具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便于分接馈电、维护方便、能耗小、动热稳定性好等优点,在高层建筑中得到广泛应用。

2 母线槽在高层建筑中应用的局限性

母线槽作为供电主干线同普通电缆相比较显示了强大优势,但随着时间的推移,运行实践表明母线槽本身存在着许多无法弥补的缺陷,所以母线槽作为供电主干线并非最理想的供电产品。

其一,它价格昂贵、安装占地面积大、安装周期长、劳动强度大,因而一次投资很大。插接式母线槽的价格昂贵是公认的,如一套三相四线制,层高3m,干线电流为100A,带一个分支联结的插接式母线槽,价格在2000元左右。由于母线槽敷设环境及安装要求比较特殊,在建筑物内要单独留出电气竖井为其专用,对一幢高层建筑物来说,从上到下电气竖井所占用的面积是相当可观的,增加了土建投资;母线槽是一节一节安装的,每一节近百公斤,安装就位全靠人力搬动及调整,其劳动强度之大可想而知;因层高不同、电流等级不一样,母线槽的互换性往往很差,若接头不平整光滑,拧紧接头连接螺栓的空间又太小,安装就更费时费力;另外母线槽的安装要求比较严格,安装时要避免产生碰撞、敲击,连接螺栓紧固要适当,过紧过松都能造成隐患,也会影响母线槽的使用寿命,因此必须要有经验丰富的技术工人来完成。

其二,它制作方式多为手工制作,产品质量无法控制与保证,并且接头过多,产生故障点也多,因而其供电可靠性较差。我国生产母线槽的厂家很多,多在南方各省市,特别是江苏省扬中市,可谓是桥架、母线槽之乡。但在诸多厂家中,真正能做到科学管理、高质量生产母线槽的没有几家,绝大多数都是粗制滥造。母线槽制作工艺落后,几乎都是手工操作,人为因素很多,质量好坏无法有效控制。建设单位在母线槽订货时,要对母线槽制造厂家的生产规模、技术力量、工人素质及生产环境做一番深入细致的考察,特别是生产环境。因为绝缘处理若在带有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。另外有些厂家打着新产品“五芯母线槽”的招牌来误导广大用户。所谓“五芯母线槽”即把PE线也装在壳体内,不但造价高、使用不方便,而且规范不允许。因为PE线必须有绝对可靠的接地连续性,不允许有过多的接头,而五芯母线槽的PE线必须一节一节连接,只要有一个接头断开,PE线就可能带电,那么与它相连的设备外壳也可能带电,其危险性就可想而知了。

其三,其耐潮湿、耐腐蚀性差,敷设环境及安装要求较高,因而维护保养工作量大。母线槽在运输、储存过程中,绝缘层会受潮变质,铜排会氧化、腐蚀,尤其是连接头铜排更易氧化、腐蚀,造成电气性能下降,因此母线槽在安装前必须对其进行维护保养;母线槽运行中时热时冷,绝缘层热时排出潮气,冷却时又吸收潮气,会使绝缘质量下降;接头在时热时冷中会松动及氧化,使接触电阻变大,接头发热。这些事实足以说明母线槽必须经常维护保养。长期使用的母线槽至少每年维修检查一次。维修前要用万用表测量母线槽的导电排,确认母线槽未带电。主要检查以下内容:

(1)检查所有紧固件及导电部分的接触有无松动现象;

(2)检查绝缘材料有无老化变质现象及导电部分是否有熔化变质现象;

(3)检查有无异物进入母线槽内及有无渗水现象。

发现问题要及时处理,不留任何隐患。如发现有绝缘击穿现象,应分段拆除母线槽或用耐压测试仪分段检查,找出故障点,更换新的母线槽,或重新进行包扎。
其四,母线槽在使用中触头部位或接头部位易发热,或选择母线的载流量考虑不足也会造成母线槽发热。因此在具体工程设计选择母线槽的容量时,要充分计算建筑物的实际用电负荷,并考虑到周围环境温度的影响,还要留有余量。

3 母线槽的合理选择

1993年8月颁布施行的《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)第9.12节“封闭式母线布线”对母线槽的敷设环境及安装要求作了详细规定;有关母线槽的安装图集也相继出版,如《电气竖井设备安装》(JSJT-155),1999年7月华东地区建筑标准设计协作办出版的《高低压母线槽安装》(DBJT14-5),这些对母线槽的安装及使用都起到了规范化及指导作用。

《高低压母线槽安装》(DBJT14-5)主要内容:高低压母线槽多种安装方式、低压母线槽在特殊部位的安装做法及各种安装配件的加工制作;适用范围:适用于正常、干燥、微尘、对金属无腐蚀性场所的工业与民用建筑及高层建筑内,电压等级在10KV及以下各种供配电线路中。图集还对母线槽及紧固件的选用、防火堵料的使用及母线槽的安装做法都做了详尽的描述。该图集可以作为合理选用母线槽的有力工具。

由于母线槽与普通电缆、预制分支电缆相比具有:供电干线连续性差、多接头;气密与防水性差;耐腐蚀性、抗震性、供电可靠性差;施工现场环境要求高和安装空间尺寸要求高;施工难度大、周期长、使用寿命短且维护工作量大等诸多缺陷。90年代中期,国外发达国家生产制造出了预制分支电缆系统,克服了母线槽的许多缺陷,成为母线槽作为供电主干线的更新换代产品。国内有些公司引进国外先进生产设备和制造技术,成功地研制生产出了高质量的系列预制分支电缆系统,填补了国内空白。

预制分支电缆(YFD)必须是工厂化生产,其结构合理、制作工艺先进、测试手段严格。因此它具有优良的供电可靠性、价格低廉、安装环境要求低、施工方便、品种规格多、选用灵活,还具有优良的抗震性、气密性、防水性、耐火性及免维护功能,在高层建筑供电主干线系统中迅速得到推广应用。2000年7月,中国建筑标准设计研究所出版了《预制分支电力电缆安装》(OOD162)图集,图集明确了预制分支电缆适用范围、安装做法。

在确定建筑物供电主干线究竟采用哪种方式,笔者认为:对于用电负荷较小,分支回路不是很多,供电主干线尽量采用绝缘导线,如果不能满足要求就采用普通电缆;对于用电负荷较大,分支回路较多,供电主干线采用普通电缆不能满足要求并且数量很多时,就采用母线槽;对于用电负荷很大,分支回路很多,供电主干线采用母线槽其绝缘、温升、噪声等问题都很突出,综合经济效益很差时,就采用预制分支电缆。