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母线槽在电气设计中的应用及优点

作者:admin 发布日期:2017/10/24 关注次数: 二维码分享

母线槽是由美国研究开发出来的,称之为“Bus-Way-System”的新的电路方式,它以铜或铝作为导体、用非烯性绝缘支撑,然后装到金属槽中而形成的新型导体。而母线槽真正投入实际应用是在日本(1954年)。自那以后母线槽得到了飞速的发展,现在在高层建筑、工厂等电气设备、电力系统上成了不可缺少的配线方式。


近年来,由于大楼、工厂等各种建筑电力的大力需要,并有逐年增加的趋势,使用原来的电路接线方式,即穿管方式,施工时会增加许多困难。而且,当要变更配电系统时,要使其变简单一些几乎是不可能的。然而,如果采用母线槽的话,非常容易就可以达到目的,另外还可使建筑物变得更加美观。

母线槽适用于额定工作电压660V及以下,频率为50Hz(或变容量节60Hz) 、额定电流从60A~5000A的三相三线、三相四线和三相五线系列中的供配电系统,产品具有体积小,输送电流大、安全可靠、安装灵活、配电施工与基建施工互补干扰、设计合理、规格齐全等优点,低压母线槽是现代大、中型企业,高层建筑、实验基地等场所较理想的供电设备。


1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

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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。


2母线槽由载流导体、壳体和绝缘材料组成


母线槽壳体采用优质冷轧钢板成型制成,具有足够的机械强度。表面喷塑,防腐蚀性能好,表面平整,色泽美观,防腐层附着里强。


载流导体采用符合GB5588.2085、GB5588.3-85标准的电工用铜材料,导体接点的接触面进行了特殊处理;使连接部位接触可靠,发热低,使用安全可靠。


母线槽氛围干线单元、馈电单元、分接单元以及变径单元、膨胀单元、各类弯曲单元等。


干线单元:干线单元分为不带分接装置的干线单元(即不带分线口)和带分接装置的干线单元。两种同一电流等级的干线单元均具有相同的基本结构及外型尺寸,因此,互相连接安装十分方便。


馈电单元:馈电单元包括进线单元、进线箱、中间进线箱等单元。


进线单元:进线单元与进线箱配套组成母线槽与电缆的连接部件,进线单元与可直接与配电柜或变压器连接,作为母线槽的电源输入或输出端。


分接单元:分接单元采用插接式分线箱,从干线上引出电源分路,分线箱较大分接电流已断路器而定。


变径单元:变径单元用于连接两种不同额定电流母线干线单元之过渡段,变径单元的标准长度为1米。可在60~5000A中任何一个电流等级变到另一个电流等级。


各类弯曲单元:各类弯曲单元有L型、T型、Z型和十字型四类,用于水平、垂直配电母线槽的连接及改变母线的走向。


终端盒:终端盒装于母线槽的终端,作为安全保护之用,各种规格母线槽均有与之相配套的终端盒。


3母线槽的优点

由于母线槽是用铜排或铝作为导电体,电流容量很大而且电气和机械性能好,另外用金属槽作为外壳,所以具有不燃烧,安全可靠性高,且使用寿命长,与传统的配电比较,设备所占面积显著减少,并且美观,对于大型建筑物的施工和配电非常有利,概括起来母线槽具有下列特点:

(1)电流容量可以很大;

(2)电压降很小;

(3)短路负载能力强;

(4)可靠性高,使用寿命长;

(5)安全新高;

(6)配电系统的设备增加或变更随意自如;

(7)外形尺寸小;

(8)重量轻,操作容易;

(9)连接非常简单.

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4举例说明

在工程设计的实际应用中,根据工程本身的特点及使用要求,采用母线槽的供电方式就会比较灵活和合理。以一实际工程为例:某保税区海关监管大楼,该工程总用地面积:30419.24m2,总建筑面积42927.83 m2 ,为一类高层公共建筑。该建筑地下一层,层高5.1米,主要功能为车库、设备房以及厨房餐厅。建筑地面以上功能根据建筑体量由下及上分为三个部分:1F-3F为裙房部分,层高6米,一层为各办公大堂、综合办证厅及其配套办公;二层为海关报关厅、海关监控中心及其配套办公;三层为会议中心;设备夹层为国检监控中心及网络机房。4F-10F为办公区,建筑为L型平面布局。11F为架空层,12F为钢结构桁架层。13F-19F为办公区。建筑为一字型平面布局。


其中4~10层,13~19层办公区使用单位较多,由于在设计初期各楼层的使用性质还不能确定 。但会涉及到一些如实验室,监控室等特殊性质房间,而且根据使用单位所提供负荷指标,该特殊功能房间负荷指标远大于普通办公。经过负荷计算,4~10层办公用电计算容量为720kW,计算电流为851A;13~19层办公用电计算容量为540kW,计算电流为718A。


根据负荷计算结果,在考虑竖向配电的方式和导体选择上做了考虑和比较。


首先从导体载流范围上,目前电缆较大只能做到截面积1000mm2,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于工程中,而母线槽额定电流较大能做到6300A,这是电缆载流能力根本无法比拟的。


母线槽分配负荷灵活,在配电范围总容量确定后,各楼层可以根据较后所确定的功能进行电能分配,并且电压损失较少。


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,可根据实际需要预留插接箱口,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需要向工厂提前定制,其分支连接方式采用开口的C型抱箍,时间一久,就不能保证其紧箍力,加上每一个分支头的价格不低,因此预制分支电缆至今应用面仍不广。任何一个楼层需要切断电源,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。

母线槽防止过载失火的能力强,其外壳是金属的,不会燃烧,即使铜排的绝缘材料发生燃烧,火苗也不会蔓延到母线槽外面。

母线槽散热性能好,而电缆的绝缘材料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,较多允许敷设两层,其原因就是考虑散热。母线槽利用空气传到散热,并通过紧密接触的钢制外壳,把热量散发出去,因此它的的散热性能相比电缆有一定的优势。


近几年来,母线槽的设计及制作工艺都得到了相当大的提高,使其电能输送更稳定,安装施工更方便,相信在以后的工程设计中,母线槽会因为其诸多的优点得到更广泛的应用和发展。

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