如何对母线槽的选型及工程质量的控制探讨
2017-05-25 16:56:00
祥泰电气
1035
随着我国经济及现代化建设的飞速发展,用电负荷越来越大，人们对用电的安全意识也越来越强。由于母线槽在安全、环保、使用寿命及实用方面都优于电缆，因此母线槽代替电缆供电已普及了。但由于有些厂家以低价争市场产品安全性没有很好的保障，加上又有些工程单位对母线槽一些安全技术参数了解不深，造成了部分工程质量存在安全隐患，所以对母线槽的选型是至关重要的。鉴于本人从事母线槽研究、生产20多年的经验，现提供以下几点供大家参考：
一、设计选型
1.1结构选择
母线槽结构有两大类:空气型和密集型,空气型母线槽相间导体用绝缘块分隔开的;密集型母线槽相间导体用绝缘材料包扎紧压在一起，因密集型母线中间无空气，所以热能直接传出来，散热快,适用于大电流供电使用。空气型母线槽散热慢,适用于小电流供电。空气型和密集型的选择，以600A电流为界是最经济的，＞600A选用密集型母线为好,＜600A选用空气型为好,在该电流范围内性价比较高。
1.2场所选择
母线槽根据不同场所的用途及项目的档次：应选择不同的母线槽种类及技术参数。
1.2.1性能
1.2.2母线槽有耐火母线、防火母线、防火烟蔓延母线、普通母线
耐火母线槽是专供消防设备的电源使用的，不能用做其他用途。因此种母线耐热性好、隔热，母线槽热能无法散发，所以不能长期满负荷使用。除耐火母线槽外，其他母线都可以长期满负荷运行。
1.2.3耐火母线槽与防火母线槽的区别：
1.2.3.1耐火母线槽的外壳及隔热层采用耐高温≥1100℃的防火材料以及耐高温≥300℃的绝缘材料，该产品耐火时间有60分钟、90分钟、120分钟、180分钟种类，当温度达到920～1050℃的高温时才会燃烧,满负荷运行可达8小时以上.
1.2.3.2防火母线:普通母线槽或防火烟蔓延的母线槽外壳加防火隔层,有些外壳涂防火涂料,能达到火灾在规定时间内热能传达到内部,母线槽能正常运行,火燃烧温度达到800度左右,耐火时间分别为30分钟、40分钟、60分钟。
1.2.4防火烟蔓延母线通常是阻燃的，该母线槽在火灾时本段母线起火不会蔓延燃烧到另一一段2米以外。
1.2.5普通母线槽是不阻燃的，在短路时发生着火会一直燃烧到其他连接母线，容易引起火灾事故。
二、技术参数选择
2.1防护等级
2.11母线槽的防护等级是防止人或动物直接触及带电设备以及防止异物和水进入母线槽内对设备安全造成影响的一项重要指标。
根据众多的项目实践经验，按不同的场所对于母线槽防护等级建议按以下条件选择:
2.12变电所母线选用IP40或IP54；
2.13井道垂直母线、生产车间选用IP54；
2.14地下室水平安全母线选用IP65；
2.15水池边或码头有海水侵袭的地方、户外场所选用IP66；
2.16埋地，电缆沟或浸水的场所选用IP68。
2.2温升值
温升值是母线槽最关键的一个技术参数,母线槽内部的最高温度减去环境温度等于温升，用K表示。是母线槽满负荷稳定下的最高温升值。它涉及到母线的载流能力、使用寿命、电能的损耗、电压降、人员伤害的程度、环境温度的变化等。所以温升值是母线槽技术参数中最重要的指标。现在母线槽温升值在市场上有55K、77K、90K、100多K的。100K以上的产品很多已投放市场。100K加环境温度，内部的温度超过130度是存在严重安全隐患的，现在大多数项目对于温升值没有控制，是很值得重视的！由于IEC60439.2、国家标准GB7251.2是以绝缘材料耐热散热。
2.3短路耐受强度
短路耐受强度:该指标是母线出现短路事故时,能承受的最大短路电流。现在很多场所开关的分断能力也提高了,如果母线槽短路耐受强度低,配置高分断能力的开关是没有意义的。
建议按不同的母线槽电流选择短路耐受强度：
2500A以上 ≥80KA
1600A～2000A ≥65KA
1000～1250A ≥50KA
800A～630A ≥30KA
500A～160A ≥15KA
三、.母线槽的保护系统
3.1保护电路连续性与PE线有关
3.1.1保护导体及两单元母线的跨接PE线导体母线要达到相线的50%,等效截面积。
3.1.2外壳与PE线保护电路连续性电阻≤0.005欧母，有跨接线的单元输散导体不少于保护导体PE线等效截面积。
3.1.3母线槽的PE线除所有该线路供电设备的事故电流从该路母线PE导体输散外，同时PE线用于本母线槽安全保护,所以才按不同的电流规格,设不同的PE导体规格,确保事故电流输散。提供信号给该路母线的开关快速动作切断电源，以及事故电流的快速疏散。确保低事故电压对人身的安全。所以设计选型母线槽时要有3.1.1和3.1.2的要求确保供电系统的安全稳定。
3.2温控保护
3.2.1母线槽最关键的技术指标是温升,你如何控制母线槽在低温升下运行,如何确定母线槽生产厂家所供的产品能在满负荷运行,达到你所要求的温升值,这是最关键的问题。
3.2.2检测与保护
每个回路母线槽的每个电流等级设置一个保护仪，设置在第一个干线单元的连接头处（该母线保护仪有超温报警和超极限温度切断该路母线的电源总开关两个功能）超温报警是指环境温度加你所设定的温升。例如你订购产品是70K，今日环境温度是20℃，那该超温报警温度设置于91度，当母线槽温度达到91度时，母线槽保护仪开始报警提示检修，如温度继续上升到极限温度时（极限温度是母线所选用的绝缘，如果你选择的绝缘材料是B级那极限温度设置130度，当温度升到130度时输送信号。注意该路母线总开关动作切断电源，确保母线的安全）。
32.3高温的来源
3.2.3.1铜材质差电阻率大
3.2.3.2导体规格小
3.2.3.3绝缘材料及外壳散热不好
3.2.3.4超负荷运行
3.2.3.5连接头连接不稳,接头电阻率大
3.2.3.6集肤效应以及阻抗和感抗都涉及到母线槽的温升高,同时有些母线槽采取变容而变容节没有设置保护,所以想确保母线槽的供电系统稳定性，每个回路每个电流等级设置一个母线保护仪是不可缺少的。
四、导体选择
4.1材质母线槽的导体材质有铜、铝、铝镀铜和铜包铝等材料。现在我国大部分项目是选用铜的较多，欧美、韩国、日本近两年用铝的导体越来越多，我国与发达国家有不同的选择存在以下原因：
4.1.1在2003年之前铜价和铝每吨差价只有几千元,在那时候采用铜和铝成本差距很小，由于用铝导体要加大近1倍外壳及绝缘材料所以价格差距也很小，采用铜和铝无太大意义，当时大部分项目选用铜导体是正确的选择，随着铜价飞涨是铝价的3倍价格，铜的重量又是铝的3倍。选用铝做为导体可节约成本。铝导体母线槽成品价格差不多是铜导体一半价格。我国是贫铜富铝国家，大量的进口铜是值得我国建筑行业思考的问题。
4.1.2选用铝导体母线槽，铝导体母线槽因开关柜及插接箱开关导体是铜的，采用铝导体母线槽时，开关与母线插接的进线节及插接箱必须要有铜铝过镀技术处理。防止直接搭接产生不同合金安全材料化学氧化和电磁氧化所造成搭接处电阻加大而发热，引起短路事故。
4.1.3铜覆铝导体
铜覆铝的母线槽其实为大部分的产品是铝镀铜,铝镀铜后经实验检测。铝是不能直接镀铜，是先经过镀锌或其他常有金属工艺后才能镀上铜。经镀后检测比未镀前电阻率加大，所以表明铝镀铜的导体排，导体不少于纯铝。关于与配电柜的搭接可以直接与铜搭接、插接箱处同样要做铜铝过镀技术处理。因镀层很薄，用插接箱插脚易破损表面层，所以不能直接插接。
4.1.4铜包铝导体
铜包铝是铝外包一层铜包层仅为0.3MM～0.5MM，大部分的电流是走向表层的内部，铝有少部分通过。铜包铝导体在近两年有些项目在采用，但要注意铜包铝的两种材料的结合工艺是否可靠，如果结合不好，用一段时间后铜与铝之间会引起氧化，电阻加大。载流能力自然下降，由于铜包铝内部的铝体是做导体分担部分电流的承载，铝导体铜镀过渡技术不同：1、他设计只做于铜铝过渡，不分担部分载流能力。2、面积小采用板式工艺好处理。
4.2导体规格
由于用户对导体选用规格了解不深,受到了严重的损失,有些项目发生电器火灾事故后都不知是怎么回事。监理、用户、质检站、电力验收单位技术人员对母线槽的导体规格的载流能力认识是不可缺少的工程技术指标。
4.2.1错误的选择:现在有些技术人员认为母线槽的载流能力铜导体是按2A/MM2计算电流是错误的,密集型母线结构2500A～630A，6MM层厚的导体大约在2A/MM2电流，但不同的电流不同的结构、不同的导体厚度。他的载流能力都是不同的，因存在集肤效应和散热问题。
4.2.2被误导
市场上有不少项目被生产、销售的供应商所误导。他拿电级手册或设计手册的导体载流能力，指该手册上的环境温度35℃或30℃的载流能力套用，存在了严重的安全隐患和加大电能的损耗。
例如密集型选用6×125的导体，打了2000A的母线槽标准。有不少项目在采用，已出现火灾事故。生产企业给用户解释：你们的环境温度只有30℃，按手册导体6×100是XXA那6×125×1.25=XXA电流是满足2000A的要求的误导。其实该手册上是如果导电排导体在空气中是在环境温度30℃时该导体的温度达到70℃时的载流能力。达到 2000 A电流，所以环境温度不同载流能力是不同的。原因是导体的温度是同样70℃，温升值有差距，所以同样的导体载流能力是不相同的。但母线槽不同你不论在什么的环境温度，标准设定是温升值而不是导体最高温度。所以不论环境是多少度，同样的结构同样的导体载流能力是相同的。由于母线槽导体外包着绝缘材料及封闭在金属外壳内导体周围的温度有些升高。按70K温升3℃试验按设计手册或电工手册的环境温度40℃的载流能力打折扣8～8.5折左右，结构散热及电流不同有一定的差距，大电流及散热差的母线槽折扣要更大。
3C试验报告误导：
我国从2003年起开始实施国家强制性3C认证，国家第一批3C认证19大类132种产品低压成套开关设备是其中的一种，国标GB7251母线槽是该种产品的其中一个产品，因母线槽的电流规格多，3C强制认证的试验费用大每个产品需几万元。所以认证中心单元划分不是按电流是按照短路耐受强度来划分。每个短路耐受强度所覆盖了数个电流规格存在以下2个问题：①试验所及认证中心对覆盖范围电流规格的导体审核不严出现问题②3C报告的统一声明是写本报告试验结果仅对受试样品有效，对于覆盖的电流导体规格的载流能力审查不严存在问题，例如：6×125的导体2000A母线，他采用了2500A的样机试验。试验样品是6×200到2500A电流，每平方毫米的载流能力2.083A，按该试样2000A电流应该是6×160但写成6×125该6×125按该样机最大电流只能达到1600A以内至1500A电流，有些厂家拿该3C试验报告。我产品通过认证的导体规格是这个规格误导了用户，也误导了验收单位。给我国的建设工程设置了安全隐患并加大电能的损耗，是值得注意的。
五、如何对母线的质量控制
母线槽是该项目的电力主干线，一旦出现问题影响极大。他涉及到电能的损耗，电压降对设备影响以及存在安全隐患等问题。所以对于母线槽质量管控是非常重要的。我简单介绍母线槽在工程上的质量控制。
5.1设计:在工程设计目前大部分项目只有三相四线或三相五线的电流,有些项目增加了IP防护等级,在设计造型时尽可能把一些重要的安全技术明确需写在图纸上,以防止后面因技术参数在工程结算中造成难度以及减少安全隐患。。
5.2用户对生产企业的选择
母线槽国家强制认证已有几年加上换证，2006年新标准版后，3C认证已走向规范,国家认鉴委及中国质量认证中心 3C证书上及网站上和3C试验报告都有一些技术参数公告审核该企业的生产资质。审核企业生产能否确保质量有以下几方面：
5.2.1认证 母线槽3C证书及试验报告上能体现该企业已通过认证产品的技术及电流规格确定是否符合该项目使用。审核技术内容：①电流规格②防护等级IP ③短路耐受强度ICW= KA④普通母线或防火烟漫延母线或耐火母线⑤温升值⑥导体的截流能力⑦保护电路连续性等
如果以上7项技术数据符合技术要求，基本上对认证的产品可以放心使用了。
5.2.2生产的质量控制审核
检验:对于导体的检验，母线槽导体是否有测导体电阻率的仪器，有无对母线的耐压试验设备，有无对母线槽的截流能力的温升试验设备，保护电路连续性的试验设备，这些设备对生产企业产品出厂的合格率有直接关系。如有这些试验设备才能确保该企业出厂产品质量保证能提供了有效依据。
5.2.3导体的审核及试验
母线槽导体规格比电工手册40℃环境温度载流的能力打了15～20%的折扣，结构散热较差的母线槽折扣要更大，如对母线槽的载流能力计算有差距时建议要做温升极限验证试验。
分享到：
上一篇：箱式变电站在城网配电系统中的应用
下一篇：祥泰电气带你了解低压母线槽
